地衣芽胞杆菌JNBS001抗菌物质的鉴定及其抑菌机制研究

摘要

[目的]本文旨在鉴定一株从自然环境中筛选的地衣芽胞杆菌（Bacillus licheniformis）JNBS001发酵产物中的抗菌物质，及其对大肠杆菌（Escherichia coli）、单增李斯特菌（Listeria monocytogenes）的抑菌活性和机制，初步探索其作为一种抗菌物质在食品防腐保鲜体系中的应用前景。[方法]对JNBS001进行全基因组测序，并预测其次级代谢产物的合成基因簇，用LC-MS/MS进行非靶向鉴定；随后测定JNBS001发酵产物的抑菌活性和抑菌谱以及发酵产物冻干粉对大肠杆菌和单增李斯特菌的最小抑菌浓度（MIC）,并通过测定K⁺和Ca²⁺泄漏、碱性磷酸酶（AKP）活性、细胞膜通透性以及细胞形态观察分析JNBS001发酵产物的抑菌机制。[结果]测序结果表明，JNBS001基因组全长3 914 347 bp, GC含量46.59%,共编码3 971个基因，预测出13种次级代谢产物的合成基因簇，其中完整的、相似性100%的基因簇有7个。结合LC-MS/MS非靶向鉴定结果，确认macrolactin H和bacilysin为JNBS001发酵产物中的抗菌物质。JNBS001的发酵产物对大肠杆菌、沙门氏菌（Salmonella）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、单增李斯特菌、阪崎肠杆菌（Enterobacter sakazakii）和藤黄微球菌（Micrococcus luteus）均有抑菌活性。抑菌机制分析结果表明，JNBS001的发酵产物改变了大肠杆菌和单增李斯特菌的细胞形态，增加了膜的通透性，使细胞内容物大量外渗，从而使细菌死亡。[结论]JNBS001发酵产物中的抗菌物质包含macrolactin H和bacilysin,其发酵产物具有广谱抑菌特性，且通过破坏细菌细胞膜、细胞壁结构的完整性实现抑菌。

关键词

地衣芽胞杆菌 / 全基因组测序 / LC-MS/MS / 抑菌机制

基金资助

国家自然科学基金项目(32072182)