發(fā)布時間：2020-06-23 02:18

【摘要】：地球上覆蓋了約71%的海洋面積,廣闊的海洋里生活著各種各樣千姿百態(tài)的微生物,即使極端海洋環(huán)境下也有很多微生物的存在。北極海灣低溫、高鹽、有明顯的季節(jié)性變化,那里生活著一些極端微生物,如嗜冷菌、嗜鹽菌、耐壓菌等,表現(xiàn)出不同的特性,也提供了特殊的功能基因來源,存在著重要的應(yīng)用價值。微生物的胞外多糖是一種高分子碳水化合物,不僅對于微生物自身抵抗惡劣環(huán)境有著極為重要的作用,而且其在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。本論文以分離自北極王灣地區(qū)潮間帶的細菌Polaribacter sp.SM1 127為研究對象,研究了培養(yǎng)基中不同無機鹽離子的減少或去除對胞外多糖產(chǎn)量的影響。并對其所產(chǎn)胞外多糖在對人皮膚成纖維細胞的紫外損傷修復(fù),大鼠皮膚的創(chuàng)傷修復(fù)與凍傷保護,以及細菌自身的凍融保護等方面的應(yīng)用潛力進行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)海洋細菌Polaribacter sp.SM1 127胞外多糖具有良好的生物活性和應(yīng)用潛力,具有比較大的研究價值和廣闊的應(yīng)用前景。1.培養(yǎng)基中不同無機鹽離子的減少或去除對海洋細菌Polaaribacter sp.SM1127胞外多糖產(chǎn)量的影響高濃度的Cl-往往對不銹鋼的發(fā)酵設(shè)備產(chǎn)生比較嚴(yán)重的腐蝕作用,據(jù)報道,其他無機鹽成分也有一定的影響。在此基礎(chǔ)上,本實驗探究了降低Cl-濃度,以及去除培養(yǎng)基中其他無機鹽的成分對于菌株SM1127產(chǎn)糖量的影響。首先降低了人工海水中NaCl的濃度,由原來的26.7 g/L,降低到1 g/L、2 g/L、3g/L、4g/L、5g/L。發(fā)現(xiàn)在4g/L時,胞外多糖的產(chǎn)量最高。然后通過去除人工海水中的單一無機鹽成分來探究對胞外多糖產(chǎn)量的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)分別去除人工海水中MgCl2、MgSO4、CaCl2這幾種組分時,胞外多糖產(chǎn)量降低較大。其中去除CaCl2時,產(chǎn)糖量降低的最多。其余無機鹽單獨去除時,多糖產(chǎn)量變化較小。但當(dāng)同時去掉部分無機鹽時,菌株胞外多糖產(chǎn)量降低較大,尤其當(dāng)同時去掉MgCl2,MgSO4,CaCl2時,胞外多糖產(chǎn)量下降了 80%,而當(dāng)將MgCl2、MgSO4和CaCl2這幾種無機鹽成分的含量降至一半時,胞外多糖的產(chǎn)量下降了32%。可見,MgCl2、MgSO4和CaCl2是影響糖產(chǎn)量的主要無機鹽成分。2.細菌SM1127胞外多糖對細菌SM1127和Escherichia coli DH5α防凍保護作用細菌胞外多糖的生態(tài)學(xué)功能與其周圍自然環(huán)境有著密切關(guān)系。通常在有胞外多糖包被的情況下,菌體的生長要好于沒有胞外多糖包被的菌體。本章對菌株SM1127分泌的胞外多糖在低溫脅迫條件下對SM1127菌株自身以及對E.coli DH5α的防凍保護作用進行了研究。胞外多糖能明顯提高3次凍融循環(huán)后菌株SM1127和E.coli DH5α的細胞存活數(shù)量,隨著胞外多糖濃度的增加,菌株SM1127的細胞存活數(shù)量明顯提高,胞外多糖的濃度增加到20 mg/mL時,菌株SM1127的細胞存活數(shù)量最多,為4.3 × 106/mL,是不加胞外多糖陰性對照的3倍。隨著胞外多糖濃度的增加,E.coli DH5α的存活細胞數(shù)量不斷的增加,在20 mg/mL的胞外多糖濃度條件下,細胞的存活數(shù)量最多,為5.2×107/mL,是陰性對照的10倍。因此,菌株SM1127產(chǎn)生的胞外多糖在生態(tài)環(huán)境中具有很好的低溫保護作用,在菌株低溫保藏中具有一定的應(yīng)用價值。3.海洋細菌Polaribacter sp.SM1127胞外多糖的應(yīng)用潛力研究采用人真皮成纖維細胞(Human dermal fibroblasts,HDF),研究了Polaribacter sp.SM1 127菌株胞外多糖對細胞抗紫外能力的影響。研究發(fā)現(xiàn)紫外條件下,菌株SM1127胞外多糖能提高HDF的存活率。隨著胞外多糖濃度的增加,細胞乳酸脫氫酶(Lactate dehydrogenase,LDH)的含量逐漸降低。氧化應(yīng)激活性氧(Reactive Oxygen Specie,ROS)的含量隨著胞外多糖的添加而減少,當(dāng)胞外多糖的含量達到4 mg/mL時,ROS的含量能降低到紫外照射之前。谷胱甘肽(Glutathione,GSH)的含量隨著胞外多糖濃度的增加而增加,當(dāng)胞外多糖的含量為4.0 mg/mL時,GSH的含量增加到13 μmol/gprot,略低于未受紫外輻射的對照組。另外,紫外照射能夠使超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)的酶活顯著降低,當(dāng)胞外多糖的含量為4.0 mg/mL時,細胞內(nèi)SOD的酶活幾乎與未受紫外輻射的對照組一樣。另外,熒光顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),胞外多糖的存在能夠減小紫外輻照對細胞的傷害,維持細胞的活性和完整性。在大鼠皮膚創(chuàng)傷實驗中,采用不同濃度的胞外多糖涂抹傷口,發(fā)現(xiàn)胞外多糖能夠促進創(chuàng)傷的修復(fù),高濃度胞外多糖效果更為明顯。每天涂抹5 mg胞外多糖,16天即可基本愈合。另外,在凍傷實驗中,涂抹胞外多糖的實驗組大鼠比未涂抹的對照組愈合速度稍快一點,在14天時候水腫得以緩解,真皮層以及皮下組織得以修復(fù),纖維細胞增加。胞外多糖的處理可以降低低溫對其皮膚的凍傷。因此,菌株SM1127產(chǎn)生的胞外多糖能夠幫助HDF抵御紫外損傷,促進皮膚創(chuàng)傷傷口的愈合,減輕低溫對皮膚的傷害,在醫(yī)藥和化妝品領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用潛力。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：Q936
【圖文】：

圖２－４去掉＂§（：１２時，胞外多糖的產(chǎn)量逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－４邋Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ邋ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ邋ｗｈｅｎ邋ＭｇＣｌ２邋ｗａｓ邋ｒｅｍｏｖｅｄ逡逑如圖２－４所示，在人工海水成分中去掉ＭｇＣｌ２時，在前５天，胞外多糖的產(chǎn)逡逑量有一定增長，之后增長緩慢，在第６天產(chǎn)量達到最大值，為３．０２邋±０．０９邋ｇ／Ｌ，逡逑之后產(chǎn)量下降，與對照相比，產(chǎn)量降低了大約３６％，說明在產(chǎn)胞外多糖的發(fā)酵過逡逑程中，ＭｇＣｌ２組分對菌株ＳＭ１１２７的產(chǎn)糖有重要的作用。逡逑２０逡逑

圖２－５去掉ＭｇＳ０４時，胞外多糖的產(chǎn)量逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－５邋Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ邋ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ邋ｗｈｅｎ邋ＭｇＳ0４邋ｗａｓ邋ｒｅｍｏｖｅｄ逡逑如圖２－５所示，在人工海水成分中去掉ＭｇＳ０４Ｂ寸，與對照相比，胞外多糖逡逑產(chǎn)量的變化較大，在前５天，胞外多糖的產(chǎn)量逐漸增加，第５天與第６天的產(chǎn)量逡逑幾乎一樣，之后產(chǎn)量下降，在第６天時產(chǎn)量達到最大值，為３．１５邋±０．１７邋ｇ／Ｌ，與逡逑對照相比，下降了約３１．６％。說明在發(fā)酵的過程中，ＭｇＳ０４組分對于ＳＭ１１２７產(chǎn)逡逑胞外多糖有重要作用。逡逑ｓｒ邐逡逑４－邐Ａ逡逑ｒ邋ｎ邋ａ邋W邋Ｉ逡逑ｒ－邋ｎ邋＿媝澹義希脲鍕p邋Ｍ邋Ｍ邋Ｉ逡逑W丨WＩWＩW１W丨＿逡逑１２邐３邐４邐５６７逡逑Ｔｉｍｅ邋（ｉｋｙ）逡逑圖２－６去掉ＣａＣｌ２時，胞外多糖的產(chǎn)量逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－６邋Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ邋ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ邋ｗｈｅｎ邋ＣａＣ＾邋ｗａｓ邋ｒｅｍｏｖｅｄ逡逑２１逡逑

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