[發(fā)明專利]具抑真菌活性的線蟲內共生細菌在文物科技保護中的應用

在審

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• 申請日: 2022-02-09
• 公開（公告）號: CN114271293A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 潘皎;阮維斌;張鳳玉;韓燁青;單少杰;王宇;王岑
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: A01N63/20
• 分類號: A01N63/20;A01P3/00
• 代理公司: 天津耀達律師事務所 12223
• 代理人: 侯力

具抑真菌活性的線蟲內共生細菌在文物科技保護中的應用，屬生物防治領域。所述線蟲內共生細菌Xenorhabdus bovienii(伯氏致病桿菌)發(fā)酵上清液以及產生的揮發(fā)性有機化合物均被證明具有抑制文物病害真菌生長的作用，包括文物病害真菌鐮刀菌(Fusarium solani)、雜色曲霉(Aspergillus versicolor)、毛殼菌(Chaetomium globsum)和產黃青霉(Penicillium chrysogenum)。因此，該菌株在文物真菌病害的生物防治領域具有良好的應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于生物防治領域。具體涉及一株具有抑真菌活性的線蟲內共生細菌Xenorhabdus bovienii(伯氏致病桿菌)在文物病害真菌防治領域的應用。

背景技術

線蟲內共生細菌Xenorhabdus bovienii(伯氏致病桿菌)寄生于Steinernemafeltiae線蟲的腸道內，屬腸桿菌科，兼性厭氧、化能異養(yǎng)，革蘭氏染色呈陰性。Xenorhabdusbovienii(伯氏致病桿菌)和Steinernema feltiae線蟲可以理解為是一種互利共生的關系。線蟲通過昆蟲自然開口(口腔或者肛門)侵入昆蟲，感染昆蟲后，線蟲主動遷徙到昆蟲的血腔中并通過排便的方式釋放其體內攜帶的內共生細菌。隨后，內共生細菌在血腔中大量繁殖并分泌多種殺菌物質，同時抑制昆蟲免疫系統(tǒng)的啟動，最終昆蟲患敗血癥死亡。昆蟲內部組織和器官被細菌分解供線蟲利用，線蟲大量增殖并發(fā)育至感染期幼蟲。細菌會在昆蟲尸體完全降解前重新回到線蟲體內，之后，線蟲鉆出蟲尸，重新尋找寄主。

兩者的關系可概述為：線蟲從昆蟲消化道或者體壁侵入后釋放共生菌，隨后共生菌在昆蟲血液內繁殖并分泌殺蟲物質，使昆蟲患敗血癥死亡。整個過程中，共生菌發(fā)揮主要殺蟲作用，將昆蟲分解為營養(yǎng)物質供線蟲利用。

自1929第一篇線蟲寄生昆蟲報道后，昆蟲病原線蟲防治害蟲和病害微生物的潛力開始受到關注。目前已有多項研究表明線蟲內共生細菌產生的代謝產物具有廣泛的生物學活性，如抗細菌、抗真菌、抗腫瘤等等。

作為寶貴的物質文化遺產，文物一直遭到各種微生物的破壞，其中真菌尤為危險。這是由于真菌菌絲在文物上有很強的定殖能力，真菌的休眠期孢子也普遍存在于文物上，并可萌發(fā)和繁殖。比如一些特殊質地的文物如棉、麻、皮毛、紙、絲綢等很容易被霉菌侵蝕。除此之外，真菌產生的羧酸(例如草酸、檸檬酸、琥珀酸、甲酸、蘋果酸、乙酸、乙醛、酒石酸)也會對文物造成化學損傷，即便是石窟、石刻和壁畫等無機質文物，也會出現酸蝕、變色、菌斑覆蓋等現象。真菌中的鐮刀菌屬、毛殼菌屬、曲霉屬、青霉屬、木霉屬、枝孢屬等是文物主要的病害真菌。鐮刀菌是一種廣泛分布的真菌，環(huán)境適應能力強，生長迅速。目前研究學者已經在許多文物現場發(fā)現了鐮刀菌，其中最著名的是法國拉斯科洞窟壁畫真菌污染案例。法國拉斯科洞窟壁畫可追溯至史前舊石器時期，被稱作“史前盧浮宮”。然而21世紀初，洞窟內鐮刀菌大規(guī)模爆發(fā)，對壁畫產生了不可逆轉的損害，使其成為世界瀕危物質遺產。

已知控制文物真菌病害的方法可被分為機械方法、物理方法、化學方法和生物方法等。機械方法指直接使用手術刀、鑷子、吸塵器等工具，手動將生物從文物表面清除的方法。該方法操作簡單，對于由藻類、地衣和苔蘚等造成的文物病害有較好的抑制作用，可以直接將文物表面的真菌菌絲清除干凈，但是這個方法的缺點是不能清除已經侵入文物內部的真菌，無法完全抑制生物的生長，因此作用不持久。物理方法指利用物理清洗、紫外線、射線、二氧化鈦等物理手段控制文物病害，該方法操作簡單，射線的穿透力強，對微生物造成的文物病害有效果，但可能與文物材料或者加工過的物品發(fā)生光化學反應。化學方法指利用殺菌劑、殺真菌劑、殺藻劑和殺蟲劑等化學試劑控制文物生物病害的手段，但是抑菌劑只能取得短期效果，一旦抗藥性微生物出現可能會對文物造成更大破壞。生物方法是指使用綠色或生態(tài)友好型殺菌劑保護文物的手段，這些殺菌劑主要是一些具有抑菌、殺蟲的天然物質，它們的化學結構簡單，所以在實驗室中也很容易合成，在文物保護行業(yè)將有巨大的應用前景。

發(fā)明內容