国家生猪技术创新中心成功筛选一株性能良好产抗菌活性物质类芽孢杆菌

2023年3月27日11:46:08科研进展752阅读模式

抗菌肽因具有良好抗菌活性,免疫调节功能,且不易产生耐药性,被称为是促生长抗生素的理想替代品。目前在细菌中已经发现了几百种抗菌肽,已经应用于食品和医药等领域。因此分离挖掘自然界中能够产抗菌肽的细菌对开发促生长抗生素替代品具有重要意义。

国家生猪技术创新中心总部动物营养研究所饲料添加剂研究室经过多年的研究,从土壤中筛选分离一株产广谱抗菌活性物质的微生物,经生理生化、16S rDNA和全基因组测序鉴定,确定该微生物属Paenibacilluselgii,命名为PaenibacilluselgiiCL1。PaenibacilluselgiiCL1发酵液对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌都有良好的抑菌活性,尤其是对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、鸡伤寒沙门氏菌和耐药性大肠杆菌(表1)。稳定性试验结果发现PaenibacilluselgiiCL1发酵液中抗菌活性物质不是有机酸、有机碱或过氧化氢,且耐酸,耐胃蛋白酶、胰蛋白酶和蛋白酶K(表2)。进一步利用antiSMASH分析PaenibacilluselgiiCL1基因组发现(图1),其基因组有多种抗菌肽基因,且其中两个抗菌肽基因与已知Penisin和octapeptin C4基因相似度达到100%,表明PaenibacilluselgiiCL1发酵液中抗菌活性物质可能是Penisin和octapeptin C4,饲料添加剂室目前正在开展PaenibacilluselgiiCL1发酵液中抗菌活性物质的分离纯化和质谱鉴定。

PaenibacilluselgiiCL1的筛选分离和抗菌活性物质的功能分析,为研发抗菌肽提供了菌种资源和基因资源,也为抗菌肽的产业化提供了良好的底盘菌株,为饲用抗生素替代品产品研发奠定基础。抗生素替代品的研发对畜牧生产替抗减抗、提高生猪养殖效率、促进养猪业高质量发展、保障居民“猪肉盘子”具有十分重要的意义。

 

表1Paenibacilluselgii CL1发酵液上清液抑菌谱
指示菌 革兰氏染色 抑菌能力
Staphylococcus aureusATCC 43300(MRSA) G+ +++
Staphylococcus aureusATCC 25923 G+ +++
Staphylococcus aureusATCC 33591 G+ +++
Staphylococcus aureusATCC 29213 G+ +++
Staphylococcus aureusATCC 6538 G+ +++
Streptococcus lactisATCC 35666 G+ +++
Streptococcus mammarisATCC 700407 G+ +++
Clostridium perfringens ATCC 13124 G+ ++
Enterococcus faecalisATCC 51299 G+ +
Escherichia coli (Multidrug resistant bacteria) G- +++
Escherichia coliCVCC 1569 G- +++
Escherichia coliATCC 25922 G- +++
Escherichia coliCVCC 2080 G- ++
Salmonella gallinarumCVCC 534 G- +++
Pseudomonas aeruginosa CMCC 10104 G- ++

注:“+”,抑菌圈直径为10.0-14.9 mm;“++”,表示抑菌圈直径为15.0-19.9 mm;“+++”,表示抑菌圈直径为20.0-25.0 mm。

 

表2Paenibacilluselgii CL1发酵液中抗菌活性物质稳定性
稳定性处理 S.aureus ATCC 29213

抑菌圈/mm

E.coli ATCC 25922

抑菌圈/mm

O 16.0±0.9 13.0±0.5
A 16.1±1.1 13.0±0.5
T 12.7±1.3 11.5±1.3
2 16.8±1.4 13.3±0.8
7.3 16.6±1.4 12.8±0.3
P 16.0±1.0 12.9±0.1
Tr 16.2±0.6 13.0±0.0
K 15.7±0.3 12.3±0.6
H 16.2±0.8 12.3±0.6

注:O:上清液用蒸馏水稀释1.25倍;A:上清液用蒸馏水稀释1.25倍,pH调至7.3;T:上清液用蒸馏水稀释1.25倍后,pH调至7.3,80℃加热2h;2:不添加胃蛋白酶的反应对照;7.3:不添加胰蛋白酶、蛋白酶K、过氧化氢酶的反应对照;P:胃蛋白酶处理;Tr:胰蛋白酶处理;K:蛋白酶K处理;H:过氧化氢酶处理。

 

国家生猪技术创新中心成功筛选一株性能良好产抗菌活性物质类芽孢杆菌

图1Paenibacilluselgii CL1次级代谢产物分析