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毛脉酸模内生真菌RGT-S4生长曲线及菌丝体化学成分初步研究



全 文 :毛脉酸模内生真菌 RGT - S4 生长曲线及
菌丝体化学成分初步研究
王星星1,2,王振月1* ,王博1,3,卫丽曼1,郑成琳1
(1.黑龙江中医药大学药学院,黑龙江 哈尔滨 150040;
2.江苏康缘药业股份有限公司现代中药研究院妇科新药研究所,江苏 连云港 222001;
3.黑龙江珍宝岛药业药物研究院,黑龙江 哈尔滨 150000)
摘 要:目的:研究毛脉酸模( Rumex gmelini Turcz. ) 内生真菌 RGT - S4 的生长曲线及菌丝体中的化学
成分。方法:运用液体培养法对毛脉酸模内生真菌 RGT - S4 的生长曲线进行研究,同时运用溶剂萃取、
硅胶柱色谱、ODS反相柱色谱、Sephadex LH - 20 柱色谱、制备液相等方法对其醇提物正丁醇部位进行
分离纯化,根据理化性质、NMR数据鉴定化合物的结构。结果:最佳生长天数为 7 天;同时分离到 3 个
化合物,其结构鉴定为:甘露醇( Ⅰ) 、D -果糖( Ⅱ) 、L - 2 - O -甲基 -手 -肌醇( Ⅲ) 。结论:对其生长
天数进行研究,以优化其培养条件,同时以上化学成分均为首次从毛脉酸模内生真菌 RGT - S4 菌丝体
中分离得到。
关键词:毛脉酸模;内生真菌;曲霉属; 生长曲线; 化学成分
中图分类号:R284. 2 文献标识码:A 文章编号:1002 - 2392(2013)05 - 0017 - 03
收稿日期:2013 - 04 - 14 修回日期:2013 - 05 - 26
基金项目:国家自然科学基金项目(No. 30970300) ;哈尔滨市科技创新
人才 研 究 专 项 资 金 项 目 (优 秀 学 科 带 头 人) (No.
2010RFXXS031)
作者简介:王星星(1984 -) ,女,硕士,从事中药新药研究与开发。
* 通讯作者:王振月(1956 -) ,男,教授,博士研究生导师。主要研究方
向:中药资源开发与生物技术。
植物内生真菌作为一种新的微生物资源引起了人
们广泛的关注,近年来对内生真菌的研究越来越多,因
此内生真菌的作用日益凸显。由于长期生长于植物内
部,往往能产生许多具有与共生植物相似的或不同的
活性代谢产物,具有抗肿瘤[1]、抗菌[2]、抗病毒[3]、抗
逆[4]、促进植物生长[5]、降血糖[6]、抗氧化[6]等作用。
从药用植物中提取活性物质一直是人们获得药物的主
要途径,但是植物生长周期长以及资源的不合理利用,
使得药物资源的供求矛盾日渐突出。内生真菌活性物
质的作用,为药用植物资源的利用开辟了一条新的途
径,同时为天然产物资源的开发利用提供了新的方向。
毛脉酸模(Rumex gmelini Turcz.)为蓼科酸模属植
物。民间以根入药,具有抗真菌、抗肿瘤、抗病毒和抗
氧化作用[7 - 8]。本课题组从多角度对毛脉酸膜极其内
生真菌进行了深入的研究,证明其具有一定的抗肿瘤
作用。本文对毛脉酸模根中的内生真菌 RGT - S4
(Aspergillus)的生长曲线进行研究,以确定其最佳生
长天数,对菌丝体中化学成分进行分离与鉴定,以期从
内生真菌中找到活性成分,扩大药源,并为毛脉酸模及
其内生真菌进一步的开发利用提供理论依据。
1 实验材料、仪器及试剂
1. 1 实验材料
毛脉酸模内生真菌 RGT - S4 为曲霉属,所用菌株
为本课题组从一年生毛脉酸模中分离得到;柱层析硅
胶(青岛海洋化工厂,80 ~ 100,200 ~ 300 目) ;反相填
料 YMC GEL ODS - A 型;葡聚糖凝胶 GE Sephadex
LH -20,薄层色谱用硅胶板(HPTLC Silica gel 60 F254)
为德国 Merck 公司产品;化学试剂为分析纯(天津市
富宇精细化工股份有限公司)。
1. 2 培养基的配置
马铃薯葡萄糖(PDA,1L) :马铃薯 200g(马铃薯削
皮切成小丁,煮沸,20min 后过滤,取滤液) ,葡萄糖
20g,pH值自然,蒸馏水定容至 1 000mL,121℃湿热灭
菌 20min。
1. 3 实验仪器
pH -71 电热恒温培养箱(天津泰斯特仪器有限
公司) ;二级 B2 型生物安全柜(北京东联哈尔仪器制
造有限公司) ;DNG - 9140A 电热恒温鼓风干燥箱(上
海一恒科技有限公司) ;DK - S24 型电热恒温水浴锅
(上海森信实验仪器有限公司) ;恒温振荡器(北京东
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2013 年第 41 卷第 5 期
Vol. 41,No. 5,2013
中 医 药 学 报
Acta Chinese Medicine and Pharmacology
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联哈尔仪器制造有限公司) ;电热手提式压力蒸汽消
毒(哈尔滨市松花江医疗器械厂) ;KQ - 500E 型医用
超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司) ;Mettler 电
子天平 AE240;INOVA - 600 型超导核磁共振光谱仪
(美国 Varian 公司) ;Waters D600 - 2489 型制备液相
色谱仪;Hypersil - ODSⅡ制备型色谱柱(10μm,
300mm ×20mm,大连依利特公司)。
2 毛脉酸模内生真菌的生长曲线研究
2. 1 实验方法
2. 1. 1 种子液的配制
将固体平板菌种常温放置 24h 进行活化,然后将
活化的菌种用接种针接于 350mLPDA 液体培养基中,
28℃振荡速度为 130r /min,培养 3 天,配制成种子液。
2. 1. 2 内生真菌 RGT - S4 的培养
将种子悬浮液接种于 350mLPDA 培养基中,按上
述条件培养,每天取出 3 瓶将菌丝和菌液分离,用蒸馏
水洗净菌丝上的母液后放在蒸发皿中放入 60℃烘箱
中烘干后称重,分别记录 10 天菌丝体的干重。
2. 2 数据处理方法
试验数据统计分析用 excel2007 版软件。
2. 3 毛脉酸模内生真菌 RGT - S4 的生长曲线结果与
分析(见表 1,图 1)
表 1 RGT - S4 菌丝平均干重表
dry weight of mycelium(g)
growth days(d)
X1 X2 X3 珚X4
1 0. 78 0. 56 0. 79 0. 71
2 0. 96 1. 19 1. 20 1. 12
3 1. 26 1. 16 1. 13 1. 19
4 1. 38 1. 26 1. 40 1. 34
5 1. 51 1. 46 1. 43 1. 47
6 1. 65 1. 75 1. 89 1. 76
7 2. 42 1. 97 1. 95 2. 11
8 1. 90 1. 90 2. 00 1. 93
9 1. 98 1. 59 1. 99 1. 85
10 2. 23 1. 40 2. 16 1. 93
由图 1 可知,考虑到节省资源与时间,毛脉酸模内
生真菌 RGT - S4 的最佳生长天数确定为 7 天。
3 毛脉酸模内生真菌 RGT - S4 菌丝体正丁醇部位化
学成分的研究
3. 1 发酵与提取分离
将固体平板菌种常温放置 24h 进行活化,然后将
活化的菌种用接种针接于 350mLPDA 液体培养基中,
28℃振荡速度为 130r /min,培养 7 天,取出将菌丝和菌
图 1 毛脉酸模内生真菌 RGT - S4 的生长曲线
液分离,用蒸馏水洗净菌丝上的母液后放在蒸发皿中
放入 60℃烘箱中烘干备用。
毛脉酸模内生真菌 RGT - S4 干燥菌丝体共 1kg,
装入圆底烧瓶内,用 8 倍量 70%工业乙醇回流提取 3
次,分别为 3h、2h、1h合并回流液,减压浓缩,回收乙醇
得到粗品 300g。取上述 300g 粗品,加适量水溶解,分
别用石油醚、乙酸乙酯、水饱和正丁醇萃取至无色,减
压回收上述萃取液,得到石油醚萃取部分 18g,乙酸乙
酯萃取部分 20g,水饱和正丁醇萃取部分 100g,取水饱
和正丁醇部分,经硅胶柱色谱,用二氯甲烷 -甲醇洗
脱,收集各组分,再经 ODS 柱色谱、葡聚糖凝胶柱色谱
法,制备液相等手段分离出 3 个化合物:甘露醇(Ⅰ)、
D -果糖(Ⅱ)、L - 2 - O -甲基 -手 -肌醇(Ⅲ)。
3. 2 结构鉴定
化合物Ⅰ:白色粉末,易溶于水,mp 166 ~ 168℃,
1H - NMR(500MHz,D2O)δ3. 30 ~ 3. 90 给出多元醇的
质子信号,13C - NMR给出两组 CH与一组 CH2碳信号
δ73. 7,δ72. 1 和 δ66. 0。由此推测化合物Ⅰ为多元醇
类化合物,且呈对称性。根据1 H - NMR 与13 C - NMR
数据得知化学式为 C6H14 O6,与甘露醇已知文献
[9]对
照,数据基本一致,可以确定该化合物为甘露醇(Man-
nitol)。具体的 NMR 数据归属为:1 H - NMRδ(3. 76
(2H,m) ,3. 80(3H,,m) ,3. 87(2H,,m) ,3. 68(1H,
m) ,3. 67(2H,m) ,3. 60(3H,m) ,3. 74(2H,m) ,3. 55
(1H,m) ,13C - NMRδ73. 7(C - 1) ,72. 1(C - 2) ,66. 0
(C - 3) ,66. 0(C - 4) ,73. 6(C - 5) ,72. 0(C - 6) ,
65. 9(C -7) ,65. 9(C -8)。
化合物Ⅱ:为白色粉末,易溶于水,mp100 ~
102℃。13C - NMR(500MHz,in CD3OD)中可以看到 12
个碳信号,出现在 δ105 ~ 60 之间,其中 δ103. 2 和
δ99. 2 为糖的端基碳信号,提示化合物为两个六碳糖。
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根据 C 信号的化学位移 δ 值确定两个糖分别为 α、β
两种构型的 D -果糖,1 H - NMR 数据与 D -果糖[10]
一致,所以确定化合物Ⅱ为 D -果糖(D - Fructose)。
具体的 NMR 数据归属为:13 C - NMRα -构型:δ64. 5,
103. 1,83. 2,76. 8,77. 5,64. 2,65. 5,104. 3,83. 5,
77. 3,78. 2,65. 2;β - 构型:65. 9,99. 2,69. 4,71. 2,
71. 8,65. 1,66. 7,100. 9,70. 4,72. 5,72. 0,66. 2。
化合物Ⅲ:白色粉末,mp184 ~ 186℃。1 H - NMR
(500MHz,D2O) ,δ:4. 15(1H,m)、3. 94(1H,m)、3. 63
(1H,m)、3. 51(1H,m)、3. 47(1H,m)、3. 28(1H,m)为
6 个连氧碳上氢质子信号,说明其为一多元醇类化合
物,δ3. 45(3H,s)为甲氧基质子信号。13 C - NMR(D2
O)中显示 6 个含氧取代碳信号分别是 δ80. 0(C - 2)、
72. 8(C - 4)、71. 8(C - 3)、71. 1(C - 6)、70. 3(C -
5)、67. 0(C - 1) ,1 个甲氧基碳信号 δ56. 8,由此可知
其为环己六醇(肌醇)类化合物。将以上数据与已知
文献[11]对照,确定该化合物为 L - 2 - O -甲基 -手 -
肌醇(L - 2 - O - methyl - chiro - inositol)。
4 讨论
本实验以毛脉酸模曲霉属内生真菌 RGT - S4 的
菌丝体为研究对象,对其生长曲线进行了研究,确定了
最佳培养天数,并分离鉴定了 3 个化合物,均为首次在
该内生真菌中分离得到。甘露醇是良好的利尿剂,果
糖是食品中重要的甜味剂,肌醇参与体内的新陈代谢
活动,具有免疫、预防和治疗某些疾病等多种作用。此
三种化合物至今未在毛脉酸模植物组织中分离得到,
说明内生真菌与植物体存在共生关系的同时,还能产
生与宿主不同的化学成分,这为从内生真菌中发现新
的生物活性成分提供了科学依据。
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Growth Curve and Chemical Constituents of
RGT - S4 Mycelium from Rumex Gmelini Turcz
WANG Xing - xing1,2,WANG Zhen - yue,WANG Bo1,3,WEI Li - man1,ZHENG Cheng - lin1
(1. College of Pharmacy,Heilongjiang University of Chinese Medicine,Harbin 150040,China;
2. Institute of Gynecological New Drugs,Modren Institute of Chinese Medicine,Jiangsu
Kanion Pharmaceutical Co. Ltd.,Lianyungang 222001,China;3. Zhen Baodao Institute
of Pharmaceutical Research,Harbin 150000,China)
Abstract:Objective:To study the growth curve and chemical constituents of RGT - S4 mycelium from Rumex gmelini
Turcz. . Method:We studied growth curve by using liquid cultivation,and ethanol extracts by using n - BuOH extraction,
solvent extraction,silica gel column chromatography,ODS column chromatography,Sephadex LH -20 and other sepa-
ration means. The structures were identified according to physical and chemical properties and date of NMR. Results:The
best growth days were seven days,and three compounds were identified as Mannitol(Ⅰ) ,D - fructose(Ⅱ) ,L - 2 - O
- methyl - chiro - inositol(Ⅲ). Conclusion:Growth days are studied in order to optimizate the culture conditions,and
the above compounds are identified from RGT - S4 mycelium of Rumex gmelini Turcz. for the frist time.
Key words:Rumex gmelini Turcz.;Endophytic;Fungi Aspergillus;Growth curve;Chemical constituents
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