生物活性真菌制造技术

本发明专利技术涉及真菌、特别是轮层炭壳属属种的真菌性内生菌，由真菌产生的化合物，真菌的用途，由真菌产生的化合物和类似化合物的用途，以及相关方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物活性真菌
本专利技术涉及真菌、特别是轮层炭壳属(Daldinia)属种的真菌性内生菌，由真菌产生的化合物，真菌的用途，由真菌产生的化合物和类似化合物的用途，以及相关方法。
技术介绍
微生物代表了在一系列工业领域中具有潜在应用的基因及化合物的宝贵来源。除了在环境净化以及在食品和化妆品的生产中的用途以外，科学文献还提供了大量作为抗生素、免疫抑制剂、抗癌剂、降胆固醇药物和农用化学品的主要来源的微生物。一种相对而言还未被开发的名为内生菌的微生物群体——其位于活体植物的组织中——为可给社会、尤其是农业带来重要益处的新化合物和基因提供了特别多样的来源。内生菌通常与其宿主形成共生关系，其中内生菌常常通过产生防御化合物而使宿主的适应性增强。同时，宿主植物为内生菌提供受保护的环境和营养素的益处。已开发且商业化的生物防护内生菌包括产生杀虫生物碱的Neotyphodium物种，所述杀虫生物碱包括波胺(peramine)(吡咯并吡嗪)和黑麦草碱(吡咯里西啶(pyrrolizidine))。这些化合物可以在植物中积累到高的水平，它们在植物中用作对抗一系列昆虫害虫的有效摄食抑制剂。杀虫化合物——绿僵菌素(destruxin)——也已被明确鉴定为真菌的次级代谢产物。真菌的另一种抗微生物化合物是哌珀霉素(peptaibol)，其由绿木霉(Trichodermavirens)、欧洲栓皮栎(Quercussuber)和Trichodermacitrinoviridae产生，其显示出对一系列植物病原体——包括Biscogniauxiamediterranea和Apiognomoniaquercine——的抗真菌活性。最近的发现突显出内生菌应用的多样性，例如在能源(例如生物燃料)领域和农业领域中，其中在农业领域中已经鉴定出产生作为熏蒸剂应用的挥发性杀生物代谢物的真菌物种。例如，来自于洪都拉斯(Honduras)的锡兰肉桂(Cinnamomumzeylanicum)的真菌Muscodoralbus产生了一组有效对抗土传病原体的挥发性抗微生物化合物，并且这使得开发了市售制品，所述市售制品已被评估为土壤熏蒸的生物替代品(例如真菌熏蒸剂)。此外，发现内生真菌Ascocorynesarcoides——其产生在柴油、汽油和生物柴油中常见的各种烃——为人类提供了化石燃料的潜在替代品。对替代性土壤和检疫用熏蒸剂进行鉴定的需求日益增加，这是因为许多化学品都存在环境或抗性问题。例如，广泛使用的熏蒸剂溴甲烷已被鉴定为重要的臭氧消耗物，它使南极臭氧层空洞恶化，导致在南半球中紫外线照射增加和皮肤癌的发病率更高。此外，多用途熏蒸剂磷化氢已显示出在熏蒸后昆虫种群的抗性发生率增加，这在全球范围内具有生物安全风险和市场准入问题(例如储存谷物)。据估计，最高达100万内生生物体可能具有为农业、特别是在害虫和病害管理领域中提供巨大利益的基因和化合物。因此，需要分离和鉴定这些内生菌，并表征发挥其活性的化合物。本专利技术的目的是克服或至少缓解与现有技术相关的一种或多种困难或缺陷。
技术实现思路
本专利申请记载了轮层炭壳属种的真菌，并且记载了所述真菌和由此产生的化合物，及其类似物的应用，特别是在对抗重要的农业害虫和病原体方面，它们具有广谱活性。对发挥活性的抗菌化合物进行表征。在一方面，本专利技术提供了一种基本上纯化或分离的轮层炭壳属属种的真菌。优选地，所述真菌由轮层炭壳属种(U254)组成。代表性样本于2015年9月22日以登录号V15/028236保藏于国家度量学会(NationalMeasurementInstitute)中。“基本上纯化的”意指真菌不含其他生物体。因此，该术语包括例如无菌培养中的真菌。优选地，真菌的纯度为至少约90％，更优选纯度为至少约95％，甚至更优选纯度为至少约98％。术语“分离的”意指将真菌从其原生环境中(例如，如果它是天然存在的，则为自然环境)移出。例如，存在于活体植物中的天然存在的真菌未被分离，但是与在天然系统中的某些或全部共存材料分开的相同真菌是经分离的。在其自然环境中，真菌可为内生菌，即在植物内共生生存。或者，真菌可为附生菌，即附着于植物上或在植物上生长。真菌可为利用有机碳而生长的异养生物，更具体而言为通过消耗腐质而获得营养素的腐生生物。本专利技术的真菌在其自然环境中可以与海桐(Pittosporum)属植物相关联。在一个优选的实施方案中，所述海桐属植物是物种二色海桐(Pittosporumbicolor)植物。例如，在2015年9月22日以登录号V15/028236保藏于国家度量学会的轮层炭壳属种分离株(U254)是由位于澳大利亚维多利亚州的亚拉山脉(YarraRanges)内的凉爽温带雨林中的物种二色海桐植物分离得到。在本文中，“与......相关联”意指真菌生活在植物上、植物内或与植物非常接近的地方。例如，它可为内生的，例如生活在植物的内部组织内，或附生的，例如在植物外部生长。因此，在第二方面，本专利技术提供了一种从海桐属植物、优选物种二色海桐植物中基本上纯化或分离的轮层炭壳属属种真菌。在一个优选的实施方案中，将轮层炭壳属属种真菌作为轮层炭壳属种分离株(U254)，于2015年9月22日以登录号V15/028236保藏于国家度量学会中。在本专利技术的第三方面，提供了一种培养轮层炭壳属属种真菌的方法。所述方法可以包括使所述真菌在含有碳水化合物来源的培养基中生长。在一个优选的实施方案中，轮层炭壳属属种真菌可如上所述。碳水化合物的来源可以是淀粉/糖基琼脂或肉汤如马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)、马铃薯葡萄糖肉汤或半强度马铃薯葡萄糖琼脂(HPDA)，或基于谷物的琼脂或肉汤如燕麦琼脂(OA)或燕麦肉汤。碳水化合物的其他来源可包括内生菌琼脂(ENDO)、含20％蔗糖的Murashige和Skoog(MS-SUC)、半V8汁/半PDA(V8PDA)、水琼脂(WA)和酵母麦芽提取物琼脂(YME)。在一个优选的实施方案中，所述真菌可在包含马铃薯葡萄糖或燕麦的培养基中培养，所述培养基为例如PDA、HPDA、OA、马铃薯葡萄糖肉汤、燕麦肉汤或YME。优选的培养基可以选自OA、PDA和YME中的一种或多种。最优选地，所述真菌可在包含燕麦的培养基中培养。真菌可在需氧或厌氧条件下，例如微需氧条件下培养。真菌可培养约1至约100天，更优选约1至约50天，更优选约1至约10至20天。真菌可在黑暗和/或光照条件下培养。例如，真菌可在持续的黑暗中，或者在约12小时黑暗和约12小时光照的方案下，或者在约12小时暗光和约12小时黑暗的方案下培养。优选地，真菌在持续的黑暗中培养。真菌也可在恒温的条件下，或在一定温度范围的条件下培养。优选地，真菌在室温下培养。在一个优选的实施方案中，真菌可在生物反应器中培养。“生物反应器”意指支持生物活性环境的设备或系统，例如在其中实施涉及本专利技术的真菌和/或其产物的化学过程的容器。所述化学过程可为需氧或厌氧的。生物反应器的体积尺寸可为毫升至立方米，例如约50毫升至约50,000升。生物反应器可以通过分批培养、分批补料培养、灌注培养或连续培养来操作，例如在搅拌罐式生物反应器中的连续培养。培养在生物反应器中的真菌可为悬浮或固定化的。在一个优选的实施方案中，所述方法可以包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮层炭壳属(Daldinia)属种真菌，其基本上从海桐属(Pittosporum)植物如二色海桐(Pittosporum bicolor)中纯化或分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.24 AU 20159039081.一种轮层炭壳属(Daldinia)属种真菌，其基本上从海桐属(Pittosporum)植物如二色海桐(Pittosporumbicolor)中纯化或分离。2.一种基本上纯化或分离的轮层炭壳属(Daldinia)种真菌(U254)，其以登录号V15/028236保藏于国家度量学会。3.一种培养轮层炭壳属属种真菌的方法，所述方法包括在需氧或厌氧条件下，使所述真菌在包含碳水化合物来源的培养基中生长。4.一种用于产生有机化合物的方法，所述方法包括将轮层炭壳属属种真菌在适于产生所述有机化合物的条件下在培养基中培养。5.根据权利要求3或4的方法，其包括另一步骤：从真菌细胞中、从培养基中或从与培养基或真菌相关联的空气空间中回收由真菌产生的有机化合物。6.根据权利要求3至5中任一项的方法，其中培养基选自下述中的一种或多种：燕麦琼脂(OA)、半强度马铃薯葡萄糖琼脂(HPDA)、马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)、内生菌琼脂(ENDO)、含20％蔗糖的Murashige和Skoog(MS-SUC)、半V8汁/半马铃薯葡萄糖琼脂(V8PDA)、水琼脂(WA)和酵母麦芽提取物琼脂(YME)。7.根据权利要求6的方法，其中培养基选自OA、PDA和YME中的一种或多种。8.根据权利要求4至7中任一项的方法，其中所述有机化合物为挥发性有机化合物。9.根据权利要求4至8中任一项的方法，其中所述有机化合物选自下述中的一种或多种：(a)由以下物质组成的组：乙醛、戊烷、乙醇、3-戊醇、丙酮、2,3-丁二酮、异丁醇、乙酸乙酯、异戊醛、5,5-二甲基-1,3-环戊二烯、5,5-二甲基-1,3-环戊二烯、二环[4.1.0]庚-2-烯、1-甲基-1,4-环己二烯、(Z)-3-甲基-1,3,5-己三烯、甲苯、4-甲基苯酚、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇、(1Z)-3-甲基-1,3,5-己三烯、(2Z)-3-甲基-1,3,5-己三烯、对二甲苯、苯乙烯、二甲基环戊二烯、1,4-环己二烯、4-庚炔-2-醇、4-乙基-1-辛炔-3-醇、2,2,4,6,6-五甲基-庚烷、苯乙醇、愈创木烯、[1S-(1α,4α,7α)]-1,2,3,4,5,6,7,8-八氢-1,4,9,9-四甲基-4,7-桥亚甲基甘菊环(methanoazulene)、(E)-2-戊烯、(Z)-2-戊烯、1-甲基-环己烯、3-甲基-环己烯、三环烯、α-蒎烯、1-异丙基-3-甲基环己烷、p-薄荷-3-烯、1-甲基-4-(1-甲基乙基)-环己烯、2-蒈烯、p-薄荷-1-烯、甲基异丙基苯、萜类和C7脂族/芳族不饱和烃；以及(b)大致具有下述特征的化合物，在通过质谱法分析时，其基峰m/z选自：43.2、59.1、67.0、68.1、71.1、79.0、79.1、81.0、82.0、91.0、95.0、97.0、98.0、108.0、109.9、115.0、124.0、132.9和192.8，或基峰为上述任意值±0.1。10.根据权利要求9的方法，其中所述有机化合物选自下述中的一种或多种：(a)由以下物质组成的组：乙醛、戊烷、乙醇、3-戊醇、丙酮、乙酸乙酯、异戊醛、1-甲基-1,4-环己二烯、甲苯、4-甲基苯酚、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇、苯乙烯、苯甲醛、苯乙醇、(E)-2-戊烯、(Z)-2-戊烯、1-甲基-环己烯、3-甲基-环己烯、三环烯、α-蒎烯、1-异丙基-3-甲基环己烷、p-薄荷-3-烯、1-甲基-4-(1-甲基乙基)-环己烯、2-蒈烯、p-薄荷-1-烯、甲基异丙基苯、萜类和C7脂族/芳族不饱和烃；以及(b)大致具有下述特征的化合物，在通过质谱法分析时，其基峰m/z选自：43.2、59.1、67.0、79.0、79.1、91.0、95.0、97.0和108.0，或基峰为上述任意值±0.1。11.根据权利要求10的方法，其中所述有机化合物选自下述中的一种或多种：乙醛、3-戊醇、异戊醛、3-甲基-1-丁醇和2-甲基-1-丁醇。12.一种有机化合物，其通过根据权利要求4至11中任一项的方法产生。13.根据权利要求12的有机化合物在生物熏蒸或生物保护中的用途。14.一种有机化合物，在用于生物熏蒸或生物保护时，所述有机化合物与通过在适于产生所述有机化合物的条件下在培养基中培养轮层炭壳属属种真菌而产生的有机化合物或其类似物基本相同。15.一种用作熏蒸剂的组合物，其包含至少一种有机化合物，其中所述至少一种有机化合物与通过在适于产生所述有机化合物的条件下在培养基中培养轮层炭壳属属种真菌而产生的一种或多种化合物或其类似物基本相同。16.一种杀生物组合物，其包含至少一种有机化合物，其中所述至少一种有机化合物与通过在适于产生所述有机化合物的条件下在培养基中培养轮层炭壳属属种真菌而产生的一种或多种化合物或其类似物基本相同。17.根据权利要求14至16中任一项的有机化合物、用作熏蒸剂的组合物或杀生物组合物，其中所述至少一种有机化合物为挥发性有机化合物。18.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·曼恩，G·C·施潘根贝格，D·奥尔，C·克里尔，T·I·索布里奇，J·埃德沃兹，S·J·罗切福特，
申请(专利权)人：维多利亚农业服务控股公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU