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基于可培养技术的古象牙病害微生物分离鉴定与抑菌剂筛选评价(四)

来源:应用与环境生物学报 发布时间:2025-11-14 18:54:03 浏览:24 次

3讨论


微生物病害是造成文物劣化的主要因素之一,出土古象牙微生物的研究仅见旦辉等人基于菌株形态特征分析了金沙出土象牙微生物种类。本研究采用TSA培养基从古象牙残片XY52-1分离获得了红球菌属、节杆菌属、假单胞属、贪铜菌属4个属的细菌,这些菌属不仅广泛分布于土壤中,也是出土文物中的常见菌属。其中节杆菌属、假单胞属、红球菌属等菌属在壁画、土遗址中发现较多,并且均具有较强的降解作用和较强的环境适应性,值得注意的是节杆菌属和红球菌属都具有产生红色色素和荚膜的功能,同时还具有较强的降解复杂化合物和耐重金属能力,这些功能有助于菌株黏附在古象牙表面形成生物膜,还有可能会引起古象牙的色变和质变。贪铜菌属在多地出土的竹木器中均有发现,具有纤维素降解能力,由于该菌属拥有大量的重金属抗性基因簇,对含有高浓度重金属离子的环境表现出很强的适应能力和有机物降解功能。三星堆K5坑中不仅出土了大量的象牙还有数量众多的青铜器,古象牙坑中含有高浓度的铜离子,为贪铜菌属细菌的生长提供了有利的生存条件。


真菌是文物中最为常见的微生物病害,该类微生物具有发达的菌丝体并能产生各类代谢产物,可通过菌丝的穿刺作用破坏文物本体结构,甚至可通过产酸、产酶、产生带颜色的物质在文物表面产生腐蚀和色斑,造成文物价值的不可逆损失。采用PDA培养基从古象牙残片样品XY51-1和XY51-2共分离获得了29株真菌,分属于枝胞属、镰刀菌属、青霉属、土赤壳属、黑孢霉属、黑陷球壳属、曲霉菌属、田头菇属、鬼伞属、栓菌属、裂褶菌属、拟层孔菌属、蜡孔菌属、烟管菌属、附球菌属、链格孢属16个真菌属。栓菌属是从古象牙残片XY51-1分离获得的优势真菌属,其菌落形态与该古象牙残片表面生长的白色絮状物相似(图2),青霉属、曲霉属、镰刀菌属、枝胞属是文物中常见的病害真菌,在金沙遗址古象牙、壁画、石质文物、土遗址以及有机质文物中均有发现,已有的研究表明这些菌属不仅在土壤中广泛分布,也是空气中主要的真菌属。由于古象牙出土后暴露于空气中,其表面真菌种类不仅受埋藏环境中微生物的影响,也可能与空气中的真菌有关。


微生物病害一直是文物生物病害防控的重点,目前文物微生物病害治理中最常用的是化学方法,霉敌、异噻唑啉酮、新洁尔灭、苯扎氯铵、苯并咪唑等消毒剂和抗生素常被用于文物霉菌病害的防治。如王丽琴等人发现霉敌对纺织品具有良好的防霉效果;陈岳等人采用的复配的异噻唑啉酮对南海I号船体表面出现的镰刀菌属真菌具有良好的抑制效果;武发思等人对太原徐显秀墓壁画病害进行研究,发现壁画主要病害来自于白色侧齿霉菌,且确定了0.5%双氯酚与75%乙醇复配具有良好抑菌效果;张潇月等人发现新洁尔灭能有效抑制竹简浸泡液中细菌生长。均未见使用抑菌剂对文物本体有腐蚀作用的报道。


此外不同材质文物和不同保藏条件下出现的微生物种类是不同的,所以需要在抑菌剂类型和剂量的选择上更具针对性和科学性,滥用抑菌剂不仅影响防治效果,还会产生严重的耐药性,造成病害微生物的蔓延,最终导致防治失败。因此,为了有效防控古象牙微生物病害以及控制抑菌剂的使用剂量,选择了苯扎氯铵、苯并咪唑、制霉菌素、三氯生、特泯菌5种对环境友好且使用较为广泛的抑菌剂。研究表明,这5种抑菌剂主要是通过破坏微生物细胞膜通透性或与细胞中的脂质、蛋白质等有机物发生不可逆结合以达到高效灭菌的作用,但由于各抑菌剂抑菌机理的差异以及作用对象种类、数量和对抑菌剂敏感度的不同,防治效果也有所不同。本研究发现特泯菌对细菌病害的防治效果最好,浓度为8 mg/L时就能抑制供试的4株细菌的生长,而三氯生和制霉菌素对真菌病害的防治效果最好,浓度均为400 mg/L时能抑制供试的29株真菌的生长。此外,在本研究中苯扎氯铵对假单胞杆菌的最小抑菌浓度为64 mg/L,远低于其抑制分离自飞来峰的假单胞杆菌所使用的0.01%最小抑菌浓度,这可能与菌株本身的特性有关,也可能与抑菌浓度的判定方法有关。


通过抑菌剂筛选试验,本研究揭示了使用单一抑菌剂消除环境中不同种类病害微生物的效果存在较大差异,进一步根据单一抑菌剂的抑菌效果和抑菌特性将4种抑菌剂两两复配,最终确定苯扎氯铵和特泯菌复配浓度分别为16 mg/L和2 mg/L、三氯生和制霉菌素复配浓度均为200 mg/L时,分别对细菌和真菌表现出较好的抑制效果,说明抑菌剂混合使用不仅提升了防控效果,也降低了抑菌剂的使用浓度,对环境更为友好。


4结论


采用可培养技术分析了三星堆遗址出土古象牙的表面病害微生物类群,开展了抑菌剂的筛选和效果评价:分离出33株菌,其中4株细菌分属于4个属4个种,29株真菌分属于3个门16个属;同一抑菌剂对不同属菌的抑制效果以及不同抑菌剂对同一属菌的抑制效果都存在明显差异,除苯并咪唑外的4种抑菌剂苯扎氯铵、制霉菌素、三氯生、特泯菌在一定浓度对供试菌株都能达到完全抑菌的效果,且两两复配后抑菌效果更佳,苯扎氯铵16 mg/L和特泯菌2 mg/L复配、三氯生200 mg/L和制霉菌素200 mg/L复配,分别对细菌和真菌表现出较好的抑制效果。


由此建议在三星堆古象牙的微生物病害防控和?;ず笮ぷ髦醒≡窀磁湟志?,在提高防控效果的同时可减少抑菌剂的用量。由于环境中对古象牙具有潜在危害的微生物种类丰富,后期需利用高通量测序技术等深入研究古象牙表面病害微生物菌群结构,并利用可培养技术继续加大古象牙病害微生物的分离,扩大抑菌剂的筛选范围,更为重要的是开展原位抑菌测试和效果评价以及古象牙病害微生物致病与抗菌机理研究,为三星堆出土古象牙的微生物病害防控进一步提供科学依据。


本文系统研究了三星堆出土古象牙表面的微生物病害问题,通过可培养技术分离鉴定微生物,并评估抑菌剂效果。研究结果为古象牙保护提供了科学依据,后续可结合高通量测序技术进一步深入分析。本研究首次对三星堆古象牙表面微生物病害进行了全面分析,揭示了微生物多样性及抑菌剂优化方案,对文物防护具有重要实践价值。


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