[發明專利]高效抑藻活性化合物Deinoxanthin及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201410437123.1
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104152389B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 鄭天凌;李祎;朱紅;張化俊;鄭偉
• 申請（專利權）人: 廈門大學;廈門大學深圳研究院
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P23/00;C07C49/743;C07C45/78;A01N35/06;A01P13/00;C12R1/01
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙)35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一株抑藻細菌及抑藻活性化合物，尤其是涉及一種高效抑藻活性化合物Deinoxanthin及其制備方法與應用。

背景技術

海洋藻類過度繁殖會形成赤潮，赤潮的爆發往往引起海洋環境的改變，破壞了原有的生態平衡[1]。特別是有毒藻引發的赤潮，其分泌的藻毒素造成了海洋生物的死亡，進而產生了巨大的經濟問題和健康危機[2,3]。塔瑪亞歷山大藻是一種全球分布的有毒渦鞭毛藻，而且其具有的毒素經食物鏈傳遞后形成麻痹性貝毒對水域環境和人類健康都具有極大的危害，在廈門海域常引發赤潮[4,5]，是一種急需處理和控制的有毒藻。

在控制海洋藻類生長的方法中，常用的有物理法[6]、化學法[7]和生物法。物理法主要是通過超聲波、紫外線或者活性炭殺死藻細胞，化學法是化學藥品、絮凝劑等抑制藻類生長，但是這兩種方法成本較高，不易操作，危害生態環境及非赤潮生物[8]。相對于這兩種方法，生物法更加專一、高效，具有生物安全性。近年來，圍繞海洋細菌在赤潮生消過程中的作用，科學家做了大量關于“以菌治藻”的研究[9-11]。研究表明，細菌可以通過直接或間接的作用抑制藻類的生長，甚至裂解藻細胞，從而表現為殺藻效應。藻菌共培養的研究結果表明殺藻細菌的作用方式可以歸結為兩種：一是細菌同藻細胞直接接觸、導致藻細胞死亡的直接殺藻作用，Furusawa等從日本的Kagoshima海灣里篩選出1株細菌SS98-5，超薄部分的電子顯微照片中發現了滑行運動的現象，并觀察到滑行的細胞中具有類微管結構[12]，說明該細菌通過這種滑動作用與藻細胞接觸；二是細菌不同藻細胞直接接觸，而通過釋放某種化學物質導致藻細胞死亡的間接殺藻作用[13,14]。目前所發現的殺藻細菌多數屬于該類，其一般是通過分泌溶解性殺藻物質殺死藻細胞。Li等從殺藻弧菌BS02中分離到一種脂肪酸類物質，能有效的抑制塔瑪亞歷山大藻的生長[15]；Wang等發現從廈門海域分離出的溶藻菌DHQ25，可通過分泌胞外蛋白來抑制和殺死赤潮藻[16]。

為了有效地控制塔瑪亞歷山大藻的生長，我們繼續從不同生境進行殺藻細菌的分離，從而不斷地擴大和豐富殺藻微生物資源。其中本研究所采用的細菌——耐輻射球菌(Deinococcus)來自于水生環境，Deinococcus屬的細菌是一類極端環境微生物，不但能夠對引起細胞致死效應的福射有極強抵抗能力，而且還能忍受強烈的高溫、干燥、低溫、氧化劑等極端環境；球狀菌多為革蘭氏陽性菌，桿狀菌則為革蘭氏陰性，菌落顏色呈紅色至橘紅色，不同菌種對培養溫度要求有所差別，大部分的生長最適溫度在30℃到37℃之間，而從熱泉中分離到的D.geothermalis和D.mwrayi是中度嗜熱，它們的最適生長溫度在45℃到55℃之間。但是迄今為止，還沒有任何一篇報道稱該屬的細菌可以分泌殺藻活性物質，因此我們是首次證實并成功分離到一種色素類的可以高效抑制塔瑪亞歷山大藻的生長的活性物質。

迄今為止，大多數篩選到的抑藻微生物是通過分泌特異的具有抑藻活性的物質來起抑藻作用的。已經報道的抑藻活性化合物包括：蛋白質(含胞外酶)、多肽、氨基酸、抗生素、含氮化合物等其他尚未定性的抑藻化合物[17-22]。通過篩選高效、專一的抑藻活性化合物成為開發抑藻劑用于赤潮治理的一個新思路。然而目前國內菌藻關系的研究落后于國外，在抑藻物質的提取、純化、鑒定等研究方面仍處于起步階段，已被分離鑒定的抑藻物質還遠遠不足以滿足有害赤潮的防控。

參考文獻：

[1]D.M.Anderson,Turning?back?the?harmful?red?tide,Nature,388(1997)513-514.

[2]N.Madhu,P.Reny,M.Paul,N.Ullas,P.Resmi,Occurrence?of?red?tide?caused?by?Karenia?mikimotoi(toxic?dinoflagellate)in?the?Southwest?coast?of?India,40(2011)821-825.

[3]H.J.Jeong,S.K.Kim,J.S.Kim,S.T.Kim,Y.D.YOO,J.Y.Yoon,Growth?and?grazing?rates?of?the?heterotrophic?dinoflagellate?polykrikos?kofoidii?on?Red-Tide?and?toxic?dinoflagellates,Journal?of?Eukaryotic?Microbiology,48(2001)298-308.