全 文 ：第 28卷　第 4期
2012年 7月
福建师范大学学报 (自然科学版 )
Journal of Fujian Normal Univ e rsity ( Na tural Science Edition)
Vo l. 28　 No. 4
Jul. 2012
文章编号: 1000-5277( 2012) 04-0094-05
2种江蓠凝集素的抑藻和抗菌作用
王月华 , 沈淑芬 , 孙琼花 , 冯美霞 , 郑　怡
(福建师范大学生命科学学院 , 福建省发育与神经生物学重点实验室 , 福建 福州　 350108)
　　摘要: 血凝实验发现真江蓠凝集素对 4种供试血红细胞均有凝集作用 , 其中对兔血红细胞的凝集作用最
强 , 而细基江蓠凝集素只对兔血红细胞具有凝集活性 ; 在对 8种单细胞藻的凝集实验中 , 它们都只对塔玛亚
历山大藻有凝集作用 , 对其他单细胞藻不具凝集作用 ; 抑藻、 抑菌实验表明 , 2种江蓠凝集素对棕囊藻的生
长都具有一定的抑制作用 , 对玉米大斑病菌、 黑曲霉和圆弧青霉等真菌菌丝生长具有不同程度的抑制作用 ,
在供试的 3种细菌中 , 只对枯草芽孢杆菌有抑制作用 .
关键词: 江蓠 ; 凝集素 ; 凝集 ; 抑制
中图分类号: Q946　　　文献标识码: A
　收稿日期: 2012-03-15
　基金项目: 福建省自然科学基金资助项目 ( 2009 J01126) ; 福建省区域科技重大项目 ( 2011N 3002)
　通讯作者: 郑怡 ( 1959-　 ) , 男 , 教授 , 主要从事藻类生物技术研究 . zy718@ f jn u. edu. cn
Antialgal and Antibiontic Action of Lectins from
Two Species of Gracilar ia
WANG Yue-hua, SHEN Shu-fen, SUN Qiong-hua, FENGMei-xia, ZHENG Yi
(College of L ife Sciences, Fujian Normal University , Fujian Key Laboratory of
Developmental and Neuro Biology , Fuz hou 350108, China)
Abstract: Four erythrocy tes w ere agglutina ted by Gracilaria asiatica lectin, to w hich
rabbi t eryth rocy tes w ere the most sensi tiv e, and Gracilaria tenuistipi tata lectin only aggluti-
nate rabbit ery throcy tes. The tw o lectins had haemagglutina ting activi ty only wi th Alexan-
drium tamarense of eight unicellular algae tested and inhibi ted the g row th o f Phaeocystis glo-
bosa. In the antibiotic test , the tw o lectins had activ ities against hyphal g row th of dif ferent
test fungi and the bacterium Bacillus subt ilis.
Key words: Gracilaria; lectin; agg lutination; inhibi tion
凝集素是指具有凝集作用的非免疫来源的糖结合蛋白或糖蛋白 . 它具有凝集细胞、 抑制肿瘤细胞
增殖、 促有丝分裂和激活淋巴细胞、 抗菌、 促进藻细胞原生质体再生及局部麻醉等多种功能的生物活
性 . 自 1888年 Stillmark H发现首个植物凝集素 , 人们对植物凝集素进行了大量的研究 . 而海藻凝集
素的发现较植物凝集素晚了近 80年 . 1966年 , Boyd等人在一些热带海藻中发现了海藻凝集素的存在 ,
但较多的研究是从 20世纪 70年代后期开始 , 主要是关于海藻凝集素的提取、纯化及理化性质的分析 .
一些研究者对海藻凝集素的生物活性进行了研究 , 据报道 , 脆江蓠 (Graci laria bursa-pastoris )的凝集
素具有促进小鼠淋巴细胞有丝分裂的作用 [1 ] ;齿状麒麟菜 ( Eucheuma serra )凝集素具有诱导结肠癌细
胞 和人宫颈癌细胞死亡 [2 ] ;仙菜 (Ceramium rubrum )凝集素具有抑制流感病毒和疱疹病毒繁殖的作
用 [3 ] ;藓羽藻 (Bryopsis h ypnoides )凝集素具有凝集原生质体、促进藻细胞个体再生及凝集革兰氏阴性
菌的作用 [4 ] ;鹿角沙菜 ( Hypnea cerv icornis )凝集素和拟鸡毛菜 (Pterocladiella capillacea )凝集素具有
抗炎及抗痛的功能 [5- 6 ] .
纵观国内外文献 , 还没见到有关细基江蓠和真江蓠凝集素的研究报道 . 而且 , 国内外文献中 , 也
未报道过海藻凝集素对藻细胞生长的抑制作用 . 本研究从 2种红藻—— 细基江蓠 (Graci laria
tenuistipitata )和真江蓠 (Graci laria asiatica )中提取凝集素 ,研究其抑藻和抗菌作用 ,为海藻凝集素生
物活性研究提供更多有价值的参考资料 .
1　材料与方法
1. 1　实验材料
细基江蓠 (Gracilaria tenuist ipitata) 2010年采自平潭县恒祥渔业有限公司养殖基地 ,真江蓠
(Gracilaria asiatica ) 2007年采自福建省石狮市永宁镇海岸岩滩 .
1. 2　江蓠凝集素的提取
藻体分别用蒸馏水洗净后吸干 , 称重 , 然后剪碎并放入高速组织捣碎机中捣碎 , 加磷酸盐缓冲液
( PBS, 0. 015 mol· L- 1 , p H 7. 2, 内含 NaCl 0. 15 mo l· L- 1 ) 4℃下浸泡 20 h后 , 用 4层纱布过滤 ,
滤液经 6 000 r· min- 1 , 4℃离心 50 min, 收集上清液 ; 加固体硫酸铵达 75%饱和度 , 4℃放置 12 h,
离心收集沉淀物 . 加少量的 PBS缓冲液溶解 , 透析除盐 , 检测凝血活性 , 得凝集素粗制品 , 进行冷冻
干燥获得 2种江蓠凝集素粗提物的冻干样品 .
1. 3　不同细胞的凝集实验
1. 3. 1　红细胞凝集实验
动物血样放于阿氏液中于 4℃保存 . 使用时血样经 3 000 r· min- 1离心 10 min, 用生理盐水离心
洗涤 2次 , 最后用生理盐水配制成体积分数 2%的红细胞悬液 .
在 96孔 V型血凝板上用 40μL凝集素溶液与等量生理盐水系列倍比稀释后 ,加入体积分数 2%红
细胞悬液 40μL, 室温下放置 2 h后 , 肉眼和显微镜观察结果 .
1. 3. 2　藻细胞凝集实验
8种实验用单细胞藻来自本实验室保藏的藻种 . 供试各种微藻的培养采用 f /2改良培养液 ,在温度
20℃ , 光强 3 000 lx , 光暗周期 12 h /12 h条件下培养 .
取培养 7 d后的每种藻类培养液 4 mL, 经离心收集藻细胞 , 加入消毒海水 , 离心洗涤 2次 , 最后
制备成 107～ 108 L- 1的藻细胞悬液 . 取 50μL的凝集素样品进行倍比稀释 , 加入等量的藻细胞悬液 , 空
白对照的缓冲液代替凝集素样液 , 震荡摇匀 , 2 h后显微镜观察凝集情况 .
1. 4　抑藻、 抑菌实验
1. 4. 1　棕囊藻生长的抑制实验
实验用的单细胞球形棕囊藻培养于 f /2改良培养液中 ,实验前将保藏藻种转移到锥形瓶中 ,于温度
20℃ , 光强 3 000 lx , 光暗周期 12 h /12 h条件下扩大培养 . 每 d早晚定时摇动培养瓶 2次 , 防止藻细
胞贴壁生长 . 当藻细胞生长到指数对数期时 , 将藻液接种于 50 mL的三角瓶中 , 加入新鲜培养液 , 调
整微藻密度至 2× 107 L- 1用于实验 .
往每瓶 35 mL藻液的锥形瓶中分别加入江蓠凝集素粗提物 , 使之终质量浓度为 6, 23, 45μg·
m L
- 1
. 在相同条件下单独培养 ,设定加入消毒海水的微藻为对照组 ,每个质量浓度做 3个平行实验 . 于
20℃ , 光强 3 000 lx , 光暗周期 12 h /12 h条件下 , 每 d早晚各摇 1次培养 .
每 d定时取样 ,藻液摇匀后取出 200μL培养液 ,样品用 20μL体积分数 1% Lugol试液固定后 ,用
血球计数板计数藻细胞密度 . 并且 , 每次取样后向各个系统中补充 200μL 40倍 f /2培养液 .
1. 4. 2　真菌生长的抑制实验
菌饼法: 取本实验室保存的真菌菌种 , 采用三点接种法在马铃薯培养基上 , 27℃下培养 5 d,挑取
直径 8 mm的菌饼 , 接种于马铃薯培养基平板中央 . 在菌饼上滴加 20μL的凝集素粗提物 , 以灭菌的
PBS为对照 , 每个实验组设 3个平行 , 27℃恒温培养 24 h, 观察结果 , 并测量抑菌圈直径 .
抑制率= (对照组菌饼直径 -处理组菌饼直径 ) / (对照组菌饼直径- 8 mm) × 100% .
95　第 4期　　　　　　　　　　　　王月华等: 2种江蓠凝集素的抑藻和抗菌作用
1. 4. 3　细菌生长的抑制实验
采用圆形纸片扩散法: 分别刮取活化的供试菌苔一环于 1 mL无菌水中 ,摇匀菌悬液 (密度约为 106
m L- 1 ) , 涂布于冷却了的培养基平皿 . 用凝集素液体浸泡灭过菌的圆形滤纸片 (直径为 10 mm) , 略干
后平贴于培养基平板上 , 同时用缓冲液为空白对照 . 置于恒温培养箱中培养 ( 37℃ ) 24 h后分别观察
结果 , 测量抑菌圈 .
2　实验结果
2. 1　 2种江蓠凝集素的血凝活力
用兔、 鸡、 鸭和鸽子 4种血细胞分别对 2种江蓠凝集素进行凝集活性检测 . 结果见表 1.
表 1　 2种江蓠凝集素对不同血细胞的凝集作用
Tab. 1　 Agglutination of v arious ery thro cytes by lectins from tw o species of Gracilaria
凝集素 动物红细胞兔 鸡 鸭 鸽
真江蓠 Gracilaria asiatica 7. 42 118. 75 475. 00 118. 75
细基江蓠 Gracilaria tenuistipitata 0. 93 - - -
　　　　　　　注: “- ” 表示没有凝集活性 , 数字表示引起细胞凝集的最小凝集质量浓度dmin (μg· mL- 1 )
真江蓠凝集素对 4种血细胞都有凝集作用 ,并不具细胞专一性 ,但对兔血细胞的凝集活性最强 ,对
鸭的凝集活性最弱 ; 细基江蓠凝集素对 4种血细胞凝集具有细胞专一性 ,只对兔血细胞具有凝集作用 .
细基江蓠凝集对兔血的最小凝集质量浓度为 0. 93μg· mL- 1 , 真江蓠凝集素对兔血的最小凝集质量浓
度为 7. 42μg· mL- 1 , 可见细基江蓠对兔血的凝集活性比真江蓠凝集素强 , 具有较高的凝集活性 .
2. 2　 2种江蓠凝集素对单细胞藻的凝集作用
真江蓠凝集素和细基江蓠凝集素都只对塔玛亚历山大藻 Alexandrium tamarense有凝集作用 , 而
对其他几种供试单细胞藻类没有凝集作用 (如表 2、 表 3) . 真江蓠和细基江蓠对塔玛雅历山大藻细胞
凝集的最小凝集素质量浓度分别为 136μg· mL- 1和 222μg· m L- 1. 与 2种江蓠凝集素对兔血的凝集
效果不同 , 真江蓠凝集素对塔马亚历山大藻具有较强的凝集活性 .
表 2　 2种江蓠凝集素对单细胞藻类的凝集作用
Tab. 2　 Agg lutination o f unicellula r alg ae by th e lectins of two species o f Gracilaria
微藻
凝集素
真江蓠
Gracilaria asiatica
细基江蓠
Gracilaria tenuistipitata
金藻门
Ch ry sophy ta
　　棕囊藻 Phaeocy stis globosa - -
　　绿色巴夫藻 Pavlova virdis - -
　　球等鞭金藻 I sochrysis galbana - -
　　湛江叉鞭金藻 Dicrateria zhanjiangensis - -
绿藻门
Chlor ophyta
　　塔胞藻 Pyramidomonas sp. - -
　　亚心形扁藻 Tetraselmis subcordi formis - -
　　海洋小球藻 Chlorella sp. - -
甲藻门
Py rr ophyta
　　塔马亚历山大藻 Alexandrium tamarense 136 222
　　注: “- ” 表示无凝集活性 , 数字表示凝集素对藻细胞的最低凝集质量浓度dmin (μg· mL- 1)
2. 3　 2种江蓠凝集素棕囊藻生长的抑制作用
从图 1和图 2可见 2种江蓠凝集素对棕囊藻的生长都具有抑制作用 , 并且随着凝集素质量浓度的
升高 ,对棕囊藻的抑制也越来越大 .当凝集素质量浓度为 45μg· m L- 1时 ,棕囊藻藻细胞数量基本没有
增加 ,藻细胞生长曲线非常平缓 , 2种江蓠凝集素对棕囊藻生长具有较强的抑制作用 ; 培养 13 d后 ,细
基江蓠凝集素对棕囊藻的生长抑制率达到 75% ,而真江蓠凝集素对棕囊藻的生长抑制率可达 85. 29% .
当凝集素质量浓度为 23μg· mL- 1时 , 培养 13 d后 , 细基江蓠凝集素和真江蓠凝集对棕囊藻的抑制率
相等 , 为 66. 91% . 当凝集素质量浓度为 6μg· mL- 1时 , 培养 13 d后 , 细基江蓠对棕囊藻的生长抑制
96 福 建 师 范 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 　　　　　　　　　　　 2012年　
率减少为 52. 94% , 而真江蓠凝集素对棕囊藻的生长抑制率只有 31. 62% .
图 1　真江蓠凝集素对棕囊藻生长的抑制作用
Fig. 1　 Grow th inhibition to Phaeocy stis globosa
by Gracilaria asiatica lectin
图 2　 细基江蓠对棕囊藻生长的抑制作用
Fig. 2　 Grow th inhibition to Phaeocy stis globosa
by Gracilaria tenuistipitata lectin
2. 4　 2种江蓠凝集素对真菌菌丝生长的抑制作用
在 5种供试真菌中 , 真江蓠凝集素对黑曲霉和圆弧青霉具有较强的抑制率 , 对枇杷炭疽病菌和黄
曲霉没有抑制作用 . 而细基江蓠对圆弧青霉的抑制作用最强 , 对黄曲霉没有抑制作用 . 2种江蓠凝集素
对玉米大斑的抑制率相当 .
表 3　 2种江蓠凝集素对真菌菌丝生长的抑制作用
Tab. 3　 Inhibito ry effec t on mycelial g row th o f fungus by two lec tins o f Gracilaria
　 真江蓠凝集素 细基江蓠凝集素抑菌圈 /mm 抑制率 /% 抑菌圈 /mm 抑制率 /%
玉米大斑病菌 Setospharia turcica 2. 0 18. 2 2. 0 18. 5
枇杷炭疽病菌 Colletotrichum gloeosporioides - - 0. 5 4. 5
黑曲霉 Aspergillus niger 4. 0 26. 7 2. 0 13. 3
黄曲霉 Aspergillus f lavus - - - -
圆弧青霉 Penicillium cyclopium 2. 5 25. 0 4. 0 40. 0
　　　注: “ - ” 表示无抑制作用
2. 5　 2种江蓠凝集素对细菌生长的抑制作用
2种江蓠凝集素都对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌没有抑制作用 , 但此 2种江蓠的凝集素都对枯草
芽孢杆菌具有抑制作用 (见表 4) .
表 4　 2种江蓠凝集素对细菌生长的抑制作用
Tab. 4　 Antibacterial activity of tw o lectins of Gracilaria
　 大肠杆菌 Escherichia coli 金黄色葡萄球菌 Staphyloccocus aureus 枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis
真江蓠 - - 2
细基江蓠 - - 4
　　　注: “- ” 表示无抑制作用
3　讨论
凝集作用是凝集素与细胞表面的糖分子特异性结合 , 在细胞表面形成许多交叉桥的结果 . 海藻凝
集素对海洋微藻的凝集作用 Hori等在 1996年就有报道了 . 浒苔凝集素和海萝凝集素可以凝集亚心形
扁藻、 叉鞭金藻和小球藻 [7- 8 ] ; 脆江蓠凝集素凝集湛江叉鞭金藻 , 不凝集亚心形扁藻、 娇柔塔胞藻、 球
等鞭球藻和绿色巴夫藻 ; 鹿角沙菜凝集素凝集娇柔塔胞藻 , 不凝集亚心形扁藻、 球等鞭金藻、 湛江叉
鞭金藻和绿色巴夫藻 ; 铁钉菜凝集素凝集球等鞭金藻和绿色巴夫藻 , 不凝集亚心形扁藻、 娇柔塔胞藻
和湛江叉鞭金藻 [9 ] . 本研究的藻细胞凝集实验中细基江蓠凝集素和真江蓠凝集素只凝集塔马亚历山大
藻 , 而不凝集棕囊藻、 绿色巴夫藻、 球等鞭金藻、 湛江叉鞭金藻、 塔胞藻、 亚心形扁藻和海水小球藻 .
可见 , 海藻凝集素对细胞的凝集作用具有选择性 . 正是这种凝集素分子与细胞表面糖分子的专一结合
特性 , 使得凝集素能用于细胞膜表面糖蛋白的研究、 细胞分类和分型及肿瘤细胞分子标记等 .
棕囊藻是一种有害的赤潮藻 , 但有关生物活性物质对其生长影响的研究甚少 . 刘洁生等人报道了
破碎稻杆、 麦秆及其浸出液可有效抑制棕囊藻的生长 [ 10] ; 刘玉荣等人报道按木粉及其粗提物对棕囊藻
97　第 4期　　　　　　　　　　　　王月华等: 2种江蓠凝集素的抑藻和抗菌作用
的生长具有抑制作用 [11 ]; 而欧阳妤婧等发现玉米叶对棕囊藻的生长有促进作用 [12 ] . 本文首次研究了细
基江蓠和真江蓠凝集素对棕囊藻生长的抑制作用 . 2种凝集素在不同浓度下对棕囊藻生长的抑制能力
有所不同 , 在较高质量浓度 ( 45μg· mL- 1 ) 时 , 真江蓠凝集素对棕囊藻的生长抑制率 ( 85. 29% ) 较
细基凝集素的抑制率 ( 75. 00% )高 ; 相反 , 凝集素质量浓度较低 ( 6μg· mL- 1 ) 时 , 细基江蓠凝集素
的抑制率 ( 52. 94% ) 则高于真江蓠凝集素的抑制率 ( 31. 62% ). 因此 , 细基江蓠凝集素对棕囊藻的抑
制活性较强 , 值得进一步深入研究 .
关于藻类抗菌活性物质的研究从 1944年就开始 , 但关于海藻凝集素的抗菌研究较少 . 陈国强等报
道具有凝集作用的铁钉菜、 羊栖菜和冈村凹顶藻等粗蛋白对圆弧青霉、 玉米大斑病菌和黑曲霉菌丝生
长具有抑制作用 [13 ] ; Jong Won Han等报道羽藻 (Bryopsis plumosa )凝集素对金黄色葡萄球菌没有抗
性作用 [14 ] ; M L Holanda等报道 Sol ieria f il iform is凝集素粗提物对金黄色葡萄球菌、 枯草芽孢杆菌和
大肠杆菌生长没有影响 [15 ] . 本实验细基江蓠凝集素也表现出对玉米大斑病菌、 枇杷炭疽病菌、 黑曲霉
和圆弧青霉菌丝生长的抑制作用 , 真江蓠凝集素能够抑制玉米大斑病菌、黑曲霉和圆弧青霉菌丝生长 ,
但 2种江蓠凝集素对黄曲霉菌丝生长都没有抑制作用 ;与 Solieria f il iform is凝集素一样 , 2种凝集素对
金黄色葡萄球菌和大肠杆菌没有抑制作用 , 但对枯草芽孢杆菌的生长却表现出了抑制活性 .
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(责任编辑: 余　望 )
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