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本室从事放线菌资源研究近30余年,在此期间积累了大量的不同生境来源的特殊放线菌资源。基于此,本项目采用经典和现代的筛选技术从现有放线菌保藏库中筛选酶活性,以寻觅携带有商业应用价值活性酶的菌株。
本论文的研究从不同栖息地分离到的放线菌菌株出发,选取云南植物内生放线菌1156株,云南森林土壤放线菌共1000株,中国南海海洋沉积环境分离到的放线菌共133株,极端高盐环境嗜盐放线菌共132株,总菌株共计2421株。研究放线菌的淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶等四种水解酶的活性情况,按照可溶性淀粉遇碘变蓝、脱脂牛奶水解、羧甲基纤维素钠水解、三丁酸甘油酯水解原理,观察活性透明圈,判断并记录水解酶活性情况。
采用点接法进行初筛活性研究,通过初筛活性结果的统计分析,发现中国南海海洋放线菌的脂肪酶活性菌株最多,其次是纤维素酶、蛋白酶,最后是淀粉酶;云南森林土壤放线菌的脂肪酶活性菌株最多,其次是淀粉酶、纤维素酶,最后是蛋白酶;云南植物内生放线菌的纤维素酶活性菌株最多,其次是蛋白酶、脂肪酶,最后是淀粉酶;极端高盐环境嗜盐放线菌的纤维素酶活性菌株最多,其次是蛋白酶、脂肪酶,最后是淀粉酶。
通过不同生境源之间的比较发现,淀粉酶的活性情况,云南植物森林土壤放线菌的活性比例最大,其次是云南植物内生放线菌、极端高盐环境放线菌,最低的是中国南海海洋放线菌;蛋白酶的活性情况,云南植物内生放线菌和极端高盐环境嗜盐放线菌活性比例最大,其次是中国南海海洋放线菌,最低的是云南森林土壤放线菌;纤维素酶的活性情况,四种环境来源的活性比例相近,均在50%左右,最高的是中国南海海洋放线菌,其次是云南植物内生放线菌、极端高盐环境嗜盐放线菌,最低的是云南森林土壤放线菌;脂肪酶的活性情况,活性比例最高的是中国南海海洋放线菌,其次是云南森林土壤放线菌、云南植物内生物菌,最低的是极端高盐环境放线菌,但总的来看,脂肪酶的活性大小处于较低范围。
采用牛津杯法进行复筛活性研究,发现部分较高菌株活性变低,甚至检测不到活性,尤其脂肪酶活性菌株,复筛过程基本没有活性或活性较低。但同时,淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶的复筛菌株,有一大部分仍然具有较高活性,这些菌株为进一步的开发应用提供了重要材料。
另外,对较高活性菌株进行测序,并进行了基于16S rRNA基因序列的分析和系统进化树的构建。淀粉酶较高活性菌株,云南植物内生放线菌主要属于Streptomyces、Promicromonospora、Nocardiopsis等类群,云南森林土壤放线菌主要属于Streptomyces、Arthrobacter、Saccharothr ix、Amycolatopsis、Leifsonia等类群,中国南海海洋放线菌主要属于Micromonospora、Nocardiopsis、Streptomyces、Promicromonospora等类群,极端高盐放线菌主要属于Nocardiopsis、Streptomonospora等类群;蛋白酶较高活性菌株,云南植物内生放线菌主要属于Streptomyces、Amycolatopsis、Nocardiopsis、Dactylosporangium、Promicromonospora等类群,云南森林土壤放线菌主要属于Streptomyces、Amycolatopsis、Streptosporangium、Arthrobacter等类群,中国南海海洋放线菌主要属于Micromonospora、Verrucosispora、Jishengella、Streptomyces、Nocardiopsis等类群,极端高盐放线菌主要属于Nocardiopsis、Streptomonospora、Prauserella等类群;纤维素酶较高活性菌株,云南植物内生放线菌主要属于Streptomyces、Kribbella、Dactylosporangium、Nocardiopsis、Brevibacterium、Promicromonospora等类群,云南森林土壤放线菌主要属于Streptomyces、Saccharothrix、Streptosporangium、Micromonospora等类群,中国南海海洋放线菌主要属于Micromonospora、Jishengella、Nocardiopsis、Promicromonospora、Streptomyces等类群,极端高盐放线菌主要属于Nocardiopsis、Streptomonospora等类群;脂肪酶较高活性菌株,云南植物内生放线菌主要属于Streptomyces、Amycolatopsis等类群,云南森林土壤放线菌主要属于treptomyces、Streptosporangium、Nocardia、Amycolatopsis等类群,中国南海海洋放线菌主要属于Micromonospora、Blastococcus、Saccharopolyspora、Streptomyces等类群,极端高盐放线菌主要属于Prauserella、Nocardiopsis、Nesterenkonia、Saccharomonospora等类群。