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高盐环境放线菌的研究远落后于嗜盐古菌和嗜盐细菌,主要原因是对其适应高盐环境的特殊生理机制不清楚,无法为纯培养分离技术提供理论指导。随着分子生物学理论和技术的不断发展而出现的免培养技术,虽然可以不依赖于纯培养物就可以从一个侧面了解环境微生物的多样性、群落组成和功能,但它绝不能替代纯培养技术。纯培养技术能获得更直观的生命形式、更完整的生命信息对其的研究和利用也更全面,运用纯培养技术也能客观反映环境微生物的多样性。
新疆是我国面积最大的省区,同时也是盐碱化比较严重的地区,气候特征和用水不当是土壤盐碱化的主要原因。新疆的大小200个湖泊中就有101个(50.5%)是盐湖,占75.1%的湖泊面积比例。长期以来对这一地区高盐环境放线菌的研究报道很少。
本文综述了放线菌和人类的密切关系,介绍了高盐环境放线菌研究的进展、现状,分析了纯培养法在研究嗜盐放线菌中的困难,提出了具体要解决的问题和意义。
在高盐环境放线菌生物学特性研究的基础上,系统研究各种环境和营养因子对嗜盐放线菌分离的影响,发现最适生长分离规律:最适合嗜盐放线菌生长的盐浓度、温度和pH值是分离嗜盐放线菌的最佳条件,出菌率最高、多样性最丰富。发现生长于高盐环境的嗜盐放线菌营养需求很低,是典型的贫营养放线菌。不同营养物质对不同类群的嗜盐放线菌分离的影响不同,主要有3种方式:促进作用,抑制作用和协同促进作用。建立了适合高盐环境放线茵的有效分离方法,并对以新疆艾丁盐湖为主的9个盐湖和盐碱环境土样展开了可培养放线菌多样性研究,分离到近1700多株嗜盐放线菌。应用常见嗜盐放线菌属的特异性引物PCR技术,实现了属一级嗜盐放线菌菌株的大量的快速鉴别,使发现新属、新类群的周期大大缩短。
多相分类研究发现,新疆高盐环境有大量的放线菌,有较为丰富的嗜盐放线菌物种多样性,其中的嗜盐产菌丝放线菌包括1门1纲1目2科7属:发现一个嗜盐放线菌新属,嗜盐放线菌属.Haloactinomyces和2个新种 H alba YIM 90648, H rosea YIM 90646;首次发现普通环境生长的糖多孢菌Saccharopolyspora也有适应高盐环境的嗜盐菌株并发现2个新种S.halophila YIM 90500,S.salina YIM91168;第一次从中国高盐环境分离到大量的多孢放线菌 Actinopolyspora 菌株,发现2个新种 A.salina YIM 90479,A.alba YIM 90480T;极大的提高了嗜盐链单孢菌属Streptomonospora和糖单孢菌属Saccharomonospora菌株的出菌率,并从中发现一大批新物种。发现普氏菌属Prauserella必须用未预处理的湿土土样才能分离到;和少量的嗜盐拟诺卡氏菌属Nocardiopsis菌株。细菌形态的嗜盐或耐盐放线细菌Actinobacteria包括了12个属,并从中发现大量新物种,完成其中6株菌的多相分类:Brevibacterium albus YIM 90718,Kocuria halotolerans YIM 90716, Citricoccus xinjiangensis YIM 90729,Microbacterium ganjiaensis YIM 90724, Zhihengliuella alba YIM 90732,Zhihengliuella ganjiaensis YIM90734。研究还进一步发现,嗜盐放线菌在不同盐环境的分布有一定规律。Nocardiopsis类群广泛分布于新疆不同的盐环境,Prauserella 只分布于湿润的盐环境, Saccharomonospora 和 Streptomonospora是高盐环境中可培养的常见类群,在低的盐浓度盐碱土样分离不到,Actinopolyspora只在特定较高盐浓度的环境如盐场等才能分离到,Haloactinomyces只在艾丁湖湖边被发现,Saccharopolyspora极稀少只能在特定土样中才能发现,耐盐放线菌Streptomyces和小单孢菌Micromonospora只在低盐浓度的盐碱土样中才被发现并且都不是嗜盐放线菌。这充分说明,新疆高盐环境中的放线菌群落的组成是以嗜盐放线菌为主,完全不同于普通陆地土壤环境以Streptomyces为主或普通陆地水样底泥环境以Micromonospora为主的放线菌群落。
可培养的优势嗜盐放线菌有可能是生物活性物质的重要来源。部分嗜盐放线菌菌株抗肿瘤活性筛选结果发现,大多数嗜盐放线菌不仅有抗肿瘤活性而且抗肿瘤活性还比较高。