中文摘要：

海绵附生微生物代谢产物被越来越多的研究证明，是海绵在海洋环境中免于生物污损的重要原因。本项目前期工作从美国圣璜岛海区采集了39个海绵样品，共8种6属，并从中分离、培养和鉴定了约500株14个门类的附生微生物，初步验证了部分菌株代谢物的抗污损活性。在此基础上，本项目拟利用硅藻、石莼孢子、藤壶金星幼虫为生物测试对象，从前期分离到的海绵附生微生物中筛选抗污损活性优良的菌株。经过培养条件优化后，对活性菌株进行规模化培养。以生物测试结果为导向，分离、纯化代谢产物中的抗污损活性化合物，并以现代波谱学手段鉴定其化学结构。最后，将所分离到的活性化合物和研究团队目前已经掌握的多个抗污损活性化合物相结合，利用抗污损生物测试方法筛选其中具有协同效应的化合物组合。项目的研究成果不仅有利于加深对海绵类生物的防污损化学防御机制的理解，更可以帮助我们获得高效无毒的抗污损活性化合物或者化合物组合应用于抗污损技术。

结论摘要：

海绵附生微生物是环境友好、高效的抗污损化合物的良好来源。项目组从美国圣璜岛海绵附生微生物菌库中选取224个菌株，通过多目标生物抗污损活性生物测试，筛选出24个具有优良抗污损活性的菌株。对其中5个高活性菌株进行了菌种鉴定。项目组对菌株UST050418-683进行了发酵条件优化，确定最佳条件为温度25℃，pH 7.5，NaCl 浓度19.45 g/L，蛋白胨浓度5 g/L。对其进行大规模发酵获得的粗提物，以生物测试结果为导向，经两次硅胶柱色谱、反向减压柱色谱、半制备色谱分离得到活性片段，利用NMR和GC-MS鉴定了活性物质的化学结构。菌藻关系研究发现菌藻比例高时，抑制活性明显增强。不同菌藻比例条件下，抑制硅藻附着活性最强的部分都是上清液，菌体活性较弱，而全菌液居中。项目组还研究了活性菌株粗提物对硅藻生长、附着、硅藻胞外多聚物EPS的分泌和单糖组成的影响。结果发现，活性菌株粗提物影响硅藻的生长以及硅藻细胞在生物膜和悬浮状态的分配，使硅藻形成生物膜的比例大幅下降，悬浮状态的藻细胞大量增加。EPS 的分布变化与硅藻细胞分布变化一致。粗提物还改变硅藻EPS 的分泌量，低浓度处理使每克藻的产糖量略有下降，高浓度处理使每克藻产糖量成倍增加。硅藻Stauroneis sp.的总EPS含有9 种单糖，分别是Man、Glc-N、Rha、Glc-A、Glc-NAC、Glc、Gal、Xyl 和Fuc。活性菌株粗提物处理对硅藻不同部分 EPS 单糖组成摩尔比产生不同的影响。 SL-EPS的优势单糖是Glc-A和Xyl，粗提物处理使全部细胞的SL-EPS 中Glc-A 比例上升而Xyl 比例下降。TB-EPS的优势单糖是Gal，粗提物使悬浮细胞TB-EPS 的Gal占比剧烈下降，同时引起Glc-A 占比上升。项目组还对抗污损活性添加剂 Genistein 进行了构效关系分析，结果发现该类同系物中，黄酮和异黄酮的骨架差异不影响抗污损活性，5 位羟基的缺失会导致活性急剧下降。最后，项目组将多个抗污损活性化合物进行组合，筛选得到一个具有协同效应的抗污损化合物组合Genistein+ Promethazine。本项目的研究成果不仅有利于加深对海绵类生物的防污损化学防御机制的理解，还有利于加深对污损生物附着机制的理解，更可以帮助我们获得高效无毒的抗污损活性化合物或者化合物组合应用于抗污损技术。