本發(fā)明涉及微生物及其微生物應(yīng)用領(lǐng)域。具體涉及一種絞股藍(lán)內(nèi)生真菌及其發(fā)酵液中含有多種天然活性物質(zhì),可用于制取防治疾病藥物的用途。
背景技術(shù):絞股藍(lán)(Gynostemma)為葫蘆科多年生草質(zhì)藤本植物,主要含有皂苷元、多糖、黃酮類、有機(jī)酸、生物堿、萜類等多種生物活性物質(zhì)。其中皂甙的含量最高,其功能與西洋參相近,故又被稱為“南方人參”。研究表明,絞股藍(lán)具有抑制腫瘤、抗氧化、降血脂、降血壓、降血糖、增強(qiáng)免疫、保護(hù)心臟和肝臟、鎮(zhèn)靜止痛及抗炎、抗?jié)兊榷喾N藥理作用。內(nèi)生真菌(Endophyticfungi)是指生活在健康植株組織內(nèi)部的微生物。內(nèi)生菌在其與宿主植物長期協(xié)同進(jìn)化的過程中,形成了典型的互惠共生關(guān)系,不僅能促進(jìn)宿主植物生長,而且能誘導(dǎo)宿主植物細(xì)胞活性物質(zhì)的代謝,提高藥用植物的藥效和抗逆的能力。絞股藍(lán)作為常用多功效藥用植物,許多學(xué)者對(duì)其內(nèi)生真菌進(jìn)行研究。周生亮等(周生亮,等,2007)自絞股藍(lán)中分離出16株內(nèi)生真菌,具有抗菌性的內(nèi)生真菌占10%;魏希穎研究小組(尚菲,等,2011;ZhangQingmiao,etal.,2012)從絞股藍(lán)中分離出產(chǎn)皂苷的內(nèi)生真菌G4、G10株,具有強(qiáng)的抗氧化活性,經(jīng)形態(tài)和分子學(xué)初步鑒定為柔膜菌目(Helotiales)。因而,絞股藍(lán)中含有大量產(chǎn)生多種天然藥性物質(zhì)的內(nèi)生真菌。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于提供一種絞股藍(lán)內(nèi)生真菌(Chaetomiumsp.),除了能夠產(chǎn)生類似絞股藍(lán)植物的多種生物活性物質(zhì)多糖和黃酮外,還產(chǎn)生皂苷、有機(jī)酸、醌類等物質(zhì),具有抗氧化、降低血糖、抗癌、抗菌等作用。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于對(duì)上述絞股藍(lán)內(nèi)生真菌發(fā)酵液中多種天然活性物質(zhì)的分離提取,以制備具有抗腫瘤、抗氧化、抗糖尿病、抗衰老、減肥、抗慢性炎癥、增強(qiáng)免疫力等功效藥物的應(yīng)用。本發(fā)明的絞股藍(lán)內(nèi)生真菌命名為毛殼菌(Chaetomiumsp.),保藏單位是中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心,地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路1號(hào)院中國科學(xué)院微生物研究所,保藏日期:2012年11月26日,保藏登記號(hào)為CGMCCNO:6882。本發(fā)明所述的絞股藍(lán)內(nèi)生真菌命名為JY25,為子囊菌亞門[Ascomycotina],核菌綱[Pyrenomycetes],球殼目[Sphaeriales],黑孢殼科[Melanosporaceae],毛殼菌屬[Chaetomiumsp]。該菌株在PDA和察氏固體培養(yǎng)基中,28℃培養(yǎng)5~7d,菌落直徑分別為2.5mm、4.3mm,早期菌落呈白色平鋪,氣生菌絲少;隨著時(shí)間的延長,氣生菌絲增長旺盛呈絮狀,逐漸呈現(xiàn)出黃褐色,7d后表面形成大量沙狀孢子,菌落邊緣不整齊(附圖1A),背面呈棕褐色(附圖1B)。顯微鏡下觀察,菌絲有隔膜、透明、交織(附圖2A),子囊殼球形、卵形,頂端有一孔口,子囊殼初期半透明,后期呈暗色(附圖2B)。本發(fā)明所述的絞股藍(lán)內(nèi)生真菌PDA液體培養(yǎng)的特征為。1、培養(yǎng)條件:在液體PDA中添加1%的絞股藍(lán)汁提取液,以28℃160rpm搖床培養(yǎng)9d,其中,發(fā)酵初始pH5,種子液接種量為3%,裝液量為100mL/250mL搖瓶,產(chǎn)生的抗菌特性最佳。2、發(fā)酵液特性:培養(yǎng)1-3d,培養(yǎng)液較清亮,顏色淡黃,有零星菌絲白點(diǎn);培養(yǎng)4-6d,培養(yǎng)液逐漸變稠,呈深黃色,菌絲球逐漸增多;培養(yǎng)7-9d,培養(yǎng)液呈深棕色、粘稠,不能分辨出菌絲。采用分子生物學(xué)方法,對(duì)真核生物核糖體RNA(rRNA)的ITS序列分析得出絞股藍(lán)內(nèi)生真菌JY25的ITS序列長度為599bp,在GenBank中登錄號(hào)為:JN180937.1(附圖3)。實(shí)驗(yàn)證明,本發(fā)明的絞股藍(lán)內(nèi)生真菌發(fā)酵液含有多糖、黃酮、有機(jī)酸、醌類、皂苷元等天然活性物質(zhì)。其中,發(fā)酵液多糖提取液對(duì)肺癌細(xì)胞A549的半數(shù)致死濃度IC50為0.088mg/mL,總抗氧化能力為14.101±1.166U/mL,高于VC對(duì)照組(12.991±1.172U/mL)。絞股藍(lán)內(nèi)生真菌中的抗菌成分對(duì)G+和G-致病菌都有抑菌作用,主要通過破壞菌體完整性、損傷細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)(附圖4絞股藍(lán)內(nèi)生真菌抗致病菌的電鏡圖片),圖4-1為發(fā)酵液MIC濃度作用下金黃色葡萄球菌表面形態(tài)變化(10000倍),其中A為作用2h的細(xì)菌形態(tài);B為作用4h的細(xì)菌形態(tài);C為作用8h的細(xì)菌形態(tài)。圖4-2為發(fā)酵液MIC濃度作用下大腸桿菌表面形態(tài)變化(10000倍),其中A為作用4h的細(xì)菌形態(tài);B為作用6h的細(xì)菌形態(tài);C為作用8h的細(xì)菌形態(tài)。細(xì)胞膜的破裂造成菌體內(nèi)物質(zhì)流失,并影響菌體蛋白的合成和結(jié)構(gòu),從而在對(duì)數(shù)生長期抑制細(xì)菌增殖。以絞股藍(lán)內(nèi)生真菌發(fā)酵液為糖尿病治療藥物,灌服糖尿病模型小鼠,明顯降低了小鼠空腹和餐后血糖。附圖說明圖1絞股藍(lán)內(nèi)生真菌的菌落形態(tài)注:A為正面,B為背面。氣生菌絲增長旺盛呈絮狀,菌落表面呈現(xiàn)黃褐色,表面有大量沙狀孢子,菌落邊緣不整齊,背面呈棕褐色。圖2絞股藍(lán)內(nèi)生真菌菌絲和孢子形態(tài)(400倍)注:菌絲有隔膜、透明、交織,子囊殼球形、卵形,頂端有一孔口,子囊殼初期半透明,后期呈暗色。圖3絞股藍(lán)內(nèi)生真菌rRNA的ITS序列(GenBank登錄號(hào):JN180937.1)注:GenBank登錄號(hào):JN180937.1ITS片段長599bp。圖4絞股藍(lán)內(nèi)生真菌抗致病菌的電鏡圖片(10000倍)圖4-1發(fā)酵液MIC濃度作用下金黃色葡萄球菌表面形態(tài)變化(10000倍)注:A.作用2h的形態(tài);B.作用4h的形態(tài);C.作用8h的形態(tài)。圖4-2發(fā)酵液MIC濃度作用下大腸桿菌表面形態(tài)變化(10000倍)注:A:作用4h的形態(tài);B:作用6h的形態(tài);C.作用8h的形態(tài)。圖5絞股藍(lán)內(nèi)生真菌多糖及絞股藍(lán)浸提液對(duì)肺癌A549細(xì)胞生長的影響(400倍)注:A:濃度為5mg/mL的絞股藍(lán)內(nèi)生真菌發(fā)酵液多糖,B:濃度為5mg/mL的絞股藍(lán)浸提液多糖;a:濃度為1mg/mL的絞股藍(lán)內(nèi)生真菌發(fā)酵液多糖,b:濃度為1mg/mL的絞股藍(lán)浸提液多糖。實(shí)施例1絞股藍(lán)內(nèi)生真菌的分離培養(yǎng)75%的酒精溶液:取純酒精75mL加入25mL的蒸餾水配制而成。4.5%的次氯酸鈉溶液:取含有效氯13%的次氯酸鈉溶液34.6mL加65.4mL蒸餾水制成。PDA雙抗固體培養(yǎng)基:200g新鮮馬鈴薯去皮,切成1cm3小塊,加水(少于1000mL)煮沸30min后,四層紗布過濾,收集濾液,加入20g葡萄糖、20g瓊脂,補(bǔ)充水至1000mL,自然pH,121℃滅菌30min,待其冷卻到60℃左右時(shí),加入硫酸鏈霉素150μg/mL和青霉素鈉120μg/mL,倒入培養(yǎng)皿中制成。自河南省信陽農(nóng)科所采集野生的絞股藍(lán)新鮮植株。將根、莖、葉分別用水沖洗干凈,在超凈工作臺(tái)里,將根、莖剪成0.5cm小段,葉剪成0.5×0.5cm的碎片,以75%酒精消毒60~90s,再以4.5%次氯酸鈉消毒5min,無菌水沖洗,用濾紙吸干水分,置于馬鈴薯雙抗固體培養(yǎng)基中,28℃恒溫培養(yǎng)約5~7d,同時(shí)檢測(cè)表面消毒效果。待平板上長出菌絲后,挑取其尖端部分移至新的PDA培養(yǎng)基上,進(jìn)行三點(diǎn)接種純化培養(yǎng),經(jīng)反復(fù)幾次純化后,得到絞股藍(lán)內(nèi)生真菌。實(shí)施例2最佳抗菌特性發(fā)酵液的制備0.25g/mL絞股藍(lán)汁浸提液:取10g絞股藍(lán)粉末加入40mL的蒸餾水,調(diào)pH8.0~9.0,85~95℃,攪拌浸提5~10min,1000rpm離心10min,取上清液即得。孢子懸液的制備:取絞股藍(lán)內(nèi)生真菌編號(hào)為JY25的菌株,接種于PDA固體培養(yǎng)基上,28℃培養(yǎng)7d,用微量移液器移取1mL無菌水沖洗真菌孢子,裝入有玻璃珠的無菌水三角瓶中,充分振蕩制成孢子懸液,用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)并調(diào)整孢子懸液濃度約為1×107CFU/mL。PDA液體培養(yǎng)基:為不加瓊脂的PDA雙抗培養(yǎng)基。將絞股藍(lán)內(nèi)生真菌的孢子懸液以3%的接種量加入含有1%的絞股藍(lán)汁浸提液的PDA液體培養(yǎng)基中,調(diào)節(jié)培養(yǎng)液初始pH為5.0,裝液量為100mL/250mL搖瓶,28℃160rpm搖床培養(yǎng)9d,獲得的發(fā)酵液抗菌特性最佳。實(shí)施例3絞股藍(lán)內(nèi)生真菌粗多糖抗癌活性的測(cè)定10%血清的RPMI1640培養(yǎng)液:在RPMI1640基礎(chǔ)培養(yǎng)液中加入終濃度為10%的胎牛血清,用0.22μm濾膜過濾后分裝,4℃保存待用。5mg/mLMTT:避光取MTT100mg加入20mLPBS中,用0.22μm濾膜過濾后分裝,-20℃保存待用。取對(duì)數(shù)生長期的肺癌細(xì)胞A549,用10%血清的RPMI1640培養(yǎng)液調(diào)整細(xì)胞濃度至5.0×104個(gè)/mL,將其接種于96孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,每孔100μL,于37℃CO2濃度為5%的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h。用不含血清的RPMI1640培養(yǎng)液稀釋絞股藍(lán)內(nèi)生真菌發(fā)酵液粗多糖至1.0、0.5、0.25、0.125、0.063mg/mL,棄去96孔板中培養(yǎng)液,加100μL不同多糖濃度的RPMI1640培養(yǎng)液,每個(gè)濃度設(shè)5個(gè)重復(fù),設(shè)絞股藍(lán)浸提液多糖為對(duì)照,培養(yǎng)48h,。取20μL的5mg/mLMTT溶液加入到各孔中,繼續(xù)培養(yǎng)4h后,小心吸棄培養(yǎng)液,加入100μL的DMSO震蕩10min,用酶標(biāo)儀測(cè)定490nm下各孔的吸光值(OD490),取平均吸光值按公式計(jì)算不同濃度的粗多糖對(duì)肺癌A549腫瘤細(xì)胞生長的半數(shù)致死濃度IC50(mg/mL)。其中:Xm:lg最大劑量;I:lg(最大劑量/相臨劑量);P:陽性反應(yīng)率之和;Pm:最大陽性反應(yīng)率;Pn:最小陽性反應(yīng)率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),JY25發(fā)酵液多糖提取液在0.1mg/mL的濃度下對(duì)肺癌細(xì)胞A549有50%以上的抑制率(見附圖5絞股藍(lán)內(nèi)生真菌多糖及絞股藍(lán)浸提液多糖對(duì)肺癌A549細(xì)胞生長的影響。其中A為絞股藍(lán)內(nèi)生真菌發(fā)酵液多糖,濃度為5mg/mL,a為絞股藍(lán)內(nèi)生真菌發(fā)酵液多糖,濃度為1mg/mL;B為絞股藍(lán)浸提液多糖,濃度為5mg/mL;b為絞股藍(lán)浸提液多糖,濃度為1mg/mL),其半數(shù)致死濃度IC50為0.088mg/mL,而絞股藍(lán)浸提液多糖在0.5mg/mL濃度下對(duì)肺癌細(xì)胞A549有50%以上的抑制率,由此可見絞股藍(lán)內(nèi)生真菌發(fā)酵液多糖的抗癌效果要遠(yuǎn)高于其宿主植物絞股藍(lán)。實(shí)施例4抗糖尿病活性的測(cè)定自河南省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心購買6~8周齡的SPF雄性昆白小鼠15只,飼養(yǎng)3天適應(yīng)環(huán)境后,隨機(jī)分成3組:對(duì)照組----正常小鼠;病模組----糖尿病模型組;治療組----以絞股藍(lán)內(nèi)生真菌發(fā)酵液作為藥物治療糖尿病。新鮮配制0.2%鏈脲菌素(STZ)溶液:稱取0.5gSTZ,溶于新鮮配制的25mL0.1mol/L檸檬酸緩沖液(pH4.4)中,放置冰上,盡快使用。糖尿病模型的制備:小鼠在制模前禁食12h以上,測(cè)定空腹血糖。以100mg/kg(體重)劑量腹腔注射0.2%STZ溶液,對(duì)照組腹腔注射同樣劑量的檸檬酸鹽緩沖液。注射4天后,每天早上固定時(shí)間測(cè)定小鼠的空腹血糖,當(dāng)連續(xù)3天的血糖高于16.7mmol/L時(shí),判定為糖尿病模型成立。病模成立后,每隔1天,給對(duì)照組正常小鼠和治療組糖尿病小鼠灌服0.3mL的絞股藍(lán)內(nèi)生真菌發(fā)酵液,病模組灌服生理鹽水,灌服發(fā)酵液15次后,開始測(cè)定各組的空腹血糖和餐后血糖,以連續(xù)3天的血糖值計(jì)算平均值,觀察防治效果。實(shí)驗(yàn)證實(shí),經(jīng)過15次的治療,正常組小鼠的空腹血糖仍然在正常范圍內(nèi)(6.8±0.2mmol/L),治療組小鼠的空腹血糖(18.4±0.5mmol/L)比糖尿病模型小鼠的血糖(30.1±0.7mmol/L)降低38.9%。最后,還需要注意的是,以上列舉的僅是發(fā)明的一些具體實(shí)施例。顯然,本發(fā)明不限于以上實(shí)施例,還可以有許多其他的變形和用途。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容中直接引出或啟發(fā)所產(chǎn)生的所有用途,均認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。