Verteilung endophytischer Bakterien und vorl\u00e4ufiges Screening steroidale Saponine produzierender St\u00e4mme in Xiangmaidong in verschiedenen Wachstumsstadien
\nXiangmaidong, auch bekannt als Hubei maidong Liriope spicata var. prolifera Y.T. Ma, ist eine der Quellpflanzen von Shanmaidong im Arzneibuch der Volksrepublik China (Ausgabe 2010). Sein Hauptwirkstoff sind Steroidsaponine, deren Sapogenin-Grundger\u00fcst zu den Spirostanderivaten (bestehend aus 27 Kohlenstoffatomen) geh\u00f6rt. Entsprechend der C25-Konfiguration in der Spirostan-Struktur und dem zyklischen Zustand des F-Rings kann es in die folgenden vier Haupttypen unterteilt werden: Spirostanol (C25 ist S-Konfiguration), Isosterostanol (C25 ist R-Konfiguration) und Furostanol (F-Ring ist ein offenkettiges Derivat).), modifizierte Spirostanol-Alkohole (F-Ring ist ein f\u00fcnfgliedriger Tetrahydrofuran-Ring). Aus Ophiopogon japonicus wurden vierzehn Arten von Steroidsaponinen isoliert, wobei die wichtigsten Glykoside Diosgenin und Ruscogenin sind, bei denen es sich um C25(S)-Isomere handelt. Unter ihnen ist der Gehalt an Saponinen C (Ls-S3) in Ophiopogon japonicus relativ hoch. Steroidsaponine haben vielf\u00e4ltige pharmakologische Wirkungen, und mit Ausnahme einiger weniger, die chemisch synthetisiert werden k\u00f6nnen, werden sie haupts\u00e4chlich durch chemische Extraktion direkt aus traditionellen chinesischen Heilpflanzen gewonnen. Die Xiangmaidong-Steroidsaponine bilden da keine Ausnahme. Aufgrund von Problemen wie langen Produktionszyklen, st\u00e4ndigen Erntehindernissen auf dem Feld, geringem Saponingehalt, hohen Extraktionskosten und erheblicher Umweltverschmutzung sind die nachhaltige Produktion und Versorgung mit Xiangmaidong-Saponinen jedoch eingeschr\u00e4nkt. Daher ist es notwendig, nach neuen Wegen zu suchen, um Saponine in gro\u00dfen Mengen herzustellen.<\/p>\n
In fr\u00fcheren Studien wurde \u00fcber die Isolierung von endophytischen Bakterien berichtet, die in der Lage sind, steroidale Saponine aus Dianzhong- und Huazhong-Geb\u00e4uden zu produzieren. Davon inspiriert versuchte unser Forschungsteam, endophytische Bakterienst\u00e4mme zu isolieren und zu entdecken, die steroidale Saponine aus Xiangmaidong metabolisieren und produzieren. Mithilfe von Reinkulturmethoden und der 16SrDNA-PCRDGGE-Technologie analysierten und identifizierten wir die Verteilung endophytischer Bakterien in Proben (Knollen oder Wurzeln) von Xiangmaidong w\u00e4hrend des ersten Auftretens, der schnellen Expansion und der reifen Erntezeit. Gleichzeitig wurden Farbreaktions-, TLC- und HPLC-Methoden verwendet, um die F\u00e4higkeit zur Saponinproduktion der erhaltenen rein kultivierten St\u00e4mme vorl\u00e4ufig zu bewerten, um die Zielst\u00e4mme zu erhalten und die theoretische Unterst\u00fctzung f\u00fcr die \"fabrikm\u00e4\u00dfige, ma\u00dfstabsgetreue und schnelle\" Produktion von Steroid-Saponinen zu liefern.<\/p>\n
Mit Hilfe traditioneller mikrobieller Reinkulturverfahren wurden in dieser Studie 15 Gattungen und 22 Arten endophytischer Bakterien aus den Wurzelknollen und faserigen Wurzeln von Xiangmaidong in verschiedenen Wachstumsstadien isoliert. Darunter waren 4 Arten von Bacillus und 4 Arten von Staphylococcus, 2 Arten von Pseudomonas und die restlichen 12 Gattungen, darunter Salmonella, Enterobacter, Pseudoxanthomonas, Morganella, Agrobacterium, Microbacterium, Porphyromobacter, Acinetobacter, Lysinibacter und Sphingosine. Es gibt nur eine Bakterienart in den Gattungen Sphingomonas, Sphingomonas und Curtobacterium.<\/p>\n
Durch 16SrDNA-PCR-DGGE-Identifizierung wurde in dieser Studie festgestellt, dass die Struktur der endophytischen Bakteriengemeinschaft von Xiangmaidong w\u00e4hrend des anf\u00e4nglichen Auftretens, der raschen Ausbreitung und der reifen Erntezeit der Knollen im Wesentlichen gleich war und sich die Stammgruppen kaum unterschieden. Durch Sequenzabgleich wurden aus den isolierten Sequenzen 15 Gattungen und 21 Bakterienarten identifiziert, darunter 3 Arten von Bacillus und 3 Arten von Staphylococcus, 2 Arten von Serratia und 2 Arten von Pseudomonas, und die \u00fcbrigen 11 Gattungen, darunter Pseudomonas, Pectobacterium, Bordetella, Stenotrophomonas, Porphyromobacter, Curtobacterium, Enterobacter, Methylobacterium, stickstofffixierend. Es gibt nur einen Stamm von Azotobacter, Microbacterium und Pseudoclavibacter. Im Vergleich zu den oben genannten 22 St\u00e4mmen reiner endophytischer Bakterien hat die DGGE 7 neue Gattungen identifiziert: Serratia, Pectobacterium, Bordetella, Stenotrophomonas, Methylobacterium, Azotobacter und Pseudomonas.<\/p>\n
In dieser Studie wurde die F\u00e4higkeit zur Saponinproduktion rein kultivierbarer endophytischer St\u00e4mme bewertet und vorl\u00e4ufig drei Bakterienst\u00e4mme, Pseudoxanthomonas mexicana, Staphylococcus caprae und Microbacterium testaceum, mit signifikanten Merkmalen zur Produktion von Steroidsaponinen identifiziert. Nach den HPLC-Nachweisergebnissen zeigten diese drei endophytischen Bakterien alle charakteristische Peaks zu den Zeitpunkten 15,98, 57,64 und 75,19 Minuten, was darauf hindeutet, dass mindestens drei Saponine in ihren Fermentationsprodukten die gleiche Struktur haben k\u00f6nnten, was weiter experimentell \u00fcberpr\u00fcft werden muss. Gegenw\u00e4rtig gibt es zwei Hauptstrategien f\u00fcr den Nachweis von Steroidsaponinen: zum einen den direkten Nachweis und zum anderen den indirekten Nachweis durch qualitative und quantitative Analyse der gespaltenen Saponine. Wissenschaftler haben die HPLC-Methode verwendet, um den Dioscingehalt in Dioscorea nipponica, Pfeilwurz, Sisal und Lilienknospen zu bestimmen. In Ermangelung von Standard- und isolierten reinen Proben von Xiangmaidong-Steroidsaponinen wurden in diesem Experiment vor\u00fcbergehend die vorbereiteten Steroidsaponine der Xiangmaidong-Wurzel (Mischung) als Positivkontrollen verwendet. Durch den Vergleich, ob charakteristische Peaks zum gleichen Zeitpunkt unter den gleichen Nachweisbedingungen auftreten konnten, wurden die Eigenschaften der Glykosidproduktion der endophytischen Bakterien vorl\u00e4ufig identifiziert. In Zukunft wird unser Labor das Fermentationsprodukt Saponin-Extrakt weiter auftrennen und reinigen und Massenspektrometrie, kernmagnetische Resonanz und andere Methoden f\u00fcr eine genauere Charakterisierung einsetzen.<\/p>\n
Auf der Grundlage der DGGE-Analyse der hochvariablen Region der 16SrDNA V6 \uff5e V8 und in Kombination mit den Screening-Ergebnissen rein kultivierter endophytischer Bakterien, die Steroidsaponine produzieren k\u00f6nnen, wurde in diesem Experiment ein Ph\u00e4nomen festgestellt: W\u00e4hrend der schnellen Expansionsphase und der reifen Erntephase der Xiangmaidong-Wurzelknollen kann mexikanisches Pseudoyellow Pseudomonas P. in den Wurzelknollen nachgewiesen werden. Es hat sich best\u00e4tigt, dass die Biomasse und der Gehalt an steroidalen Saponinen in den Wurzelknollen von Xiangmaidong vom Anfangsstadium an allm\u00e4hlich zunehmen und ihren H\u00f6hepunkt w\u00e4hrend des schnellen Wachstums und der Reifephase der Ernte erreichen. Bedeutet dieses Ph\u00e4nomen, dass Pseudomonas aeruginosa in Mexiko eine positiv korrelierte Rolle bei der Anh\u00e4ufung von steroidalen Saponinen in den Knollen von Ophiopogon japonicus spielt? Auch dies muss noch experimentell \u00fcberpr\u00fcft werden.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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