基于共培养的两株柳珊瑚共附生真菌活性次级代谢产物的研究

Fungi associated with coral have the potential to produce rich variety of active metabolites and have become new resources in natural medicine chemistry, however, repeatability of fungal metabolites and low yield of active metabolites have become increasingly prominent and new research methods to develop these fungi resources was in urgent need. Co-culture has been proved an effective method to induce new active metabolites and improve the yield of active metabolites, and has exhibited the specific advantages in the field of microbial natural products. In this project, mixed fermentation between fungi was applied to the fungi associated with gorgonian , one couple of fungi which can reciprocal induce to produce new active metabolites and improve the yield of metabolites in co-culture condition was screened to co-culture, then, HPLC, spectroscopy, and chemical modification were used for the isolation and identification the active metabolites, and structure-bioactivity relationship of active metabolites would be discussed. Finally, one method applied to research on the metabolites of co-cultured fungi from the same habitat, enhancement yields of 2-5 active compounds and one or more active lead compounds would be expected, and all of these work will provide the basis of developing the gorgonian-derived microorganism resources and the application of co-culture on the metabolites of marine fungi.

珊瑚共附生真菌可以产生丰富多样的活性代谢产物，已经成为天然药物研究的新资源，但是代谢产物的重复性、活性化合物产量低等日益阻碍了其快速发展，亟需新的研究方法进行有效的开发。微生物共培养可以诱导产生结构新颖的活性代谢产物、提高活性代谢产物的产量，在微生物天然产物研究方面已经表现出了其特定的优势。本项目中，以柳珊瑚共附生真菌为研究对象，通过真菌-真菌共培养进行筛选，选择可以相互诱导产生结构新颖化合物、提高代谢产物产量的一组真菌进行共培养发酵，利用HPLC、光谱学、化学结构修饰等方法对其代谢产物进行系统的分离鉴定，对所得化合物进行抗菌和抗肿瘤活性测试，并对活性化合物进行构效关系的初步探讨，以期能够初步建立一种同一生境中真菌-真菌共培养代谢产物的研究方法，提高2-5个活性化合物的产量、发现1-2个活性先导化合物，为开发柳珊瑚共附生微生物资源、探讨共培养在海洋真菌代谢产物方面的应用提供基础。

本项目以柳珊瑚共附生真菌为筛选对象，探索真菌-真菌共培养方法在海洋真菌代谢产物研究及海洋微生物资源开发方面的应用。通过交叉筛选，选择Aspergillus sclertoiorum SCSGAF 0053与Penicillium citrinum SCSGAF 0052作为研究对象，对SCSGAF 0052诱导下SCSGAF 0053以及SCSGAF 0053在不同培养条件下的代谢产物进行了初步的分离鉴定，并对部分化合物进行了活性测试。从SCSGAF 0052诱导下真菌SCSGAF 0053的代谢产物中分离鉴定了12个化合物，包括6个新化合物，部分化合物显示出了良好的细胞毒和卤虫致死活性；真菌SCSGAF 0053在SCSGAF 0052诱导下产生的4个主要代谢产物的产量有了不同程度的提高，并且代谢产物的化学多样性与其在纯培养条件下相比差别较大；对SCSGAF 0053在淀粉和6#培养基培养条件下的代谢产物进行了分离鉴定和比较，差异较明显。通过对SCSGAF 0053在共培养、纯培养条件下代谢产物以及该菌在不同培养基培养条件下代谢产物的分析，表明共培养和OSMAC（单株菌多次级代谢产物）策略均是丰富海洋真菌代谢产物多样性、深度开发海洋微生物资源的有效手段，为海洋微生物资源开发提供了有益探索。. 同时，在该项目的资助下，初步探索了OSMAC策略在海洋来源真菌代谢产物方面的应用，对分离自海洋沉积物或红树林根际土壤的真菌进行了培养条件优化，并对Arthrinium sp. UJNMF0008和Penicillium pinophilum T10-M3的代谢产物进行了初步研究，共从其代谢产物中分离鉴定化合物49个，其中新化合物20个，主要包括吡啶酮生物碱和聚酮两大类化合物，部分化合物显示出了细胞毒、抗氧化或糖苷酶抑制活性，这对OSMAC策略在海洋真菌代谢产物研究、海洋微生物资源开发方面的应用具有一定的指导意义。