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木聚糖酶和纤维酶是重要的饲用酶制剂，在饲料生产中，普通酶制剂因无法耐受高温加工环节，其活性大部分丧失。因此，开发耐高温的饲用酶制剂一直是饲料工业的重点研发方向。热泉属于高温生境，该生境迫使微生物进化出特殊的生理机能、遗传基因和适应机制，是寻找高温酶等新型酶资源的重要来源。腾冲，位于中国云南的西部边陲，以奇异而壮观的地热景观著称于世，前期研究表明，该生境蕴含丰富的嗜热微生物资源。
当前可培养微生物仅占全球微生物总量的不到1%，未培养微生物的可培养化，仍然是学者们亟需解决的科学问题。BiologECO技术结合自然环境模拟培养及混合培养的优势，突破传统微生物分离培养的局限，且由于BiologECO微孔板底物碳源的多样性，可满足不同的微生物生长所需，这给我们挖掘新型的嗜热微生物资源提供了机会。
本研究以腾冲热泉群为研究对象，基于BiologECO技术，结合BiologECO微孔板富集培养、纯培养、免培养等手段，旨在探究不同碳源对腾冲热泉嗜热细菌群落组成的影响，筛选嗜热纤维素酶和木聚糖酶活性菌株。
本实验选择腾冲3个热泉群(猴桥镇黑泥塘热泉群、滇滩镇瑞滇热泉群及中和乡欢喜热泉群)中的18个样点，展开系统研究，主要结果如下：
(1)基于BiologECO技术，获得腾冲热泉18个样点环境微生物群落对碳源的利用能力与代谢功能多样性特征，建立适合经BiologECO微孔板富集后有效分离培养体系。结果显示，18个热泉环境微生物群落按照对底物的利用能力共分为3种代谢类型，HNT-2、HNT-7、HNT-3、HNT-5和HXQ-WQ的微生物群落对所有碳源底物的代谢能力较高；HXQ-HB-1、HXQ-HB-2、HXQ-HB-3、JZ、GXS-2、GXS-3、HNT-1和HNT-6对底物的利用能力次之；JML、JMW、XRD、GXS-1和HNT-4对底物的代谢能力较低。
(2)基于IlluminaMiseq高通量测序技术，选择HNT-2和HXQ-WQ热泉样点的6大类碳源富集培养物，研究不同碳源对嗜热细菌群落结构的影响。本次测序共注释得到原始序列1,971,621条，平均序列长度为417bp，共聚类得到590个OTU，分属于48个门、86个纲、141个目、192个科和268个属。对结果进行分析显示，不同碳源的富集培养，改变了腾冲热泉嗜热细菌群落结构，变形菌门(Proteobacteria，78.61%)和厚壁菌门(Firmicutes，17.94%)为优势种群，其丰度得以极大提高；Heatmap图显示，氨基酸类和糖类富集物细菌群落丰度较高，而醇类、胺类丰度较低；Venn图分析发现，不同碳源富集培养物中存在大量的特有细菌类群；6大类碳源对潘隆尼亚碱湖杆菌属(Pannonibacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)、厌氧芽孢杆菌(Anoxybacillus)、喜热菌属(Caloramator)、短波单胞菌属(Brevundimonas)和热单胞菌属(Thermomonas)等类群的生长具有显著性影响；16SrDNA功能预测可发现非常丰富的功能基因。
(3)基于微生物纯培养技术，按BiologECO微孔板31种碳源设计6大类分离培养基，对18个样点的富集培养物进行嗜热细菌的纯培养分离，研究不同碳源对可培养嗜热细菌多样性的影响。纯培养共获得920株嗜热细菌，分布于变形菌门(Proteobacteria， 52.0%)、厚壁菌门(Firmicutes，30.3%)、异常球菌-栖热菌门(Deinococus-Thermus， 6.6%)、放线菌门(Actinobacteria，6.4%)、拟杆菌门(Bacteroidetes，2.6%)、绿弯菌门(Chloroflexi，2.1%)下的10个纲，22个目，36个科，65个属及2个新分类单元。结果显示，不同碳源的富集培养，导致变形菌门(Proteobacteria)丰度得到极大提高，并出现大量短波单胞菌属(Brevundimonas)成员；氨基酸类碳源的添加，可提高嗜热细菌的丰富度及多样性；糖类碳源的添加，有望获得的更多的特有类群。
(4)通过多相分类鉴定，确定了2个潜在新分类单元侯选新属KallokreneroseusCFH73958Tgen.nov.,sp.nov.和候选新种RubellimicrobiumsediminisCFH75288Tsp.nov.的分类学地位，并完成其科学命名。16SrRNA基因登录号分别为MK395365、MK433208，全基因组序列GenBank/DDBJ/ENA登录号分别为VIYF0000000000、WYDP00000000。
(5)通过刚果红染色法，对920株嗜热细菌进行嗜热酶活性菌株筛选，共得到96株木聚糖酶活性菌株(阳性产出率：10.43%)和28株纤维素酶活性菌株(3.04%)，其中24株具有双酶活性。结果分析显示：氨基酸类碳源的添加，可提高木聚糖酶菌株的丰富度；醇类碳源的添加，可提高产酶菌株的多样性；酸类或醇类碳源的添加，可获得更多的双酶活菌株。
本研究为热泉生境嗜热细菌的分离培养提供指导，可加强我国热泉生境嗜热细菌与产酶菌株资源的挖掘，为水产饲料行业提供了丰富的嗜热酶菌株资源。
当前可培养微生物仅占全球微生物总量的不到1%，未培养微生物的可培养化，仍然是学者们亟需解决的科学问题。BiologECO技术结合自然环境模拟培养及混合培养的优势，突破传统微生物分离培养的局限，且由于BiologECO微孔板底物碳源的多样性，可满足不同的微生物生长所需，这给我们挖掘新型的嗜热微生物资源提供了机会。
本研究以腾冲热泉群为研究对象，基于BiologECO技术，结合BiologECO微孔板富集培养、纯培养、免培养等手段，旨在探究不同碳源对腾冲热泉嗜热细菌群落组成的影响，筛选嗜热纤维素酶和木聚糖酶活性菌株。
本实验选择腾冲3个热泉群(猴桥镇黑泥塘热泉群、滇滩镇瑞滇热泉群及中和乡欢喜热泉群)中的18个样点，展开系统研究，主要结果如下：
(1)基于BiologECO技术，获得腾冲热泉18个样点环境微生物群落对碳源的利用能力与代谢功能多样性特征，建立适合经BiologECO微孔板富集后有效分离培养体系。结果显示，18个热泉环境微生物群落按照对底物的利用能力共分为3种代谢类型，HNT-2、HNT-7、HNT-3、HNT-5和HXQ-WQ的微生物群落对所有碳源底物的代谢能力较高；HXQ-HB-1、HXQ-HB-2、HXQ-HB-3、JZ、GXS-2、GXS-3、HNT-1和HNT-6对底物的利用能力次之；JML、JMW、XRD、GXS-1和HNT-4对底物的代谢能力较低。
(2)基于IlluminaMiseq高通量测序技术，选择HNT-2和HXQ-WQ热泉样点的6大类碳源富集培养物，研究不同碳源对嗜热细菌群落结构的影响。本次测序共注释得到原始序列1,971,621条，平均序列长度为417bp，共聚类得到590个OTU，分属于48个门、86个纲、141个目、192个科和268个属。对结果进行分析显示，不同碳源的富集培养，改变了腾冲热泉嗜热细菌群落结构，变形菌门(Proteobacteria，78.61%)和厚壁菌门(Firmicutes，17.94%)为优势种群，其丰度得以极大提高；Heatmap图显示，氨基酸类和糖类富集物细菌群落丰度较高，而醇类、胺类丰度较低；Venn图分析发现，不同碳源富集培养物中存在大量的特有细菌类群；6大类碳源对潘隆尼亚碱湖杆菌属(Pannonibacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)、厌氧芽孢杆菌(Anoxybacillus)、喜热菌属(Caloramator)、短波单胞菌属(Brevundimonas)和热单胞菌属(Thermomonas)等类群的生长具有显著性影响；16SrDNA功能预测可发现非常丰富的功能基因。
(3)基于微生物纯培养技术，按BiologECO微孔板31种碳源设计6大类分离培养基，对18个样点的富集培养物进行嗜热细菌的纯培养分离，研究不同碳源对可培养嗜热细菌多样性的影响。纯培养共获得920株嗜热细菌，分布于变形菌门(Proteobacteria， 52.0%)、厚壁菌门(Firmicutes，30.3%)、异常球菌-栖热菌门(Deinococus-Thermus， 6.6%)、放线菌门(Actinobacteria，6.4%)、拟杆菌门(Bacteroidetes，2.6%)、绿弯菌门(Chloroflexi，2.1%)下的10个纲，22个目，36个科，65个属及2个新分类单元。结果显示，不同碳源的富集培养，导致变形菌门(Proteobacteria)丰度得到极大提高，并出现大量短波单胞菌属(Brevundimonas)成员；氨基酸类碳源的添加，可提高嗜热细菌的丰富度及多样性；糖类碳源的添加，有望获得的更多的特有类群。
(4)通过多相分类鉴定，确定了2个潜在新分类单元侯选新属KallokreneroseusCFH73958Tgen.nov.,sp.nov.和候选新种RubellimicrobiumsediminisCFH75288Tsp.nov.的分类学地位，并完成其科学命名。16SrRNA基因登录号分别为MK395365、MK433208，全基因组序列GenBank/DDBJ/ENA登录号分别为VIYF0000000000、WYDP00000000。
(5)通过刚果红染色法，对920株嗜热细菌进行嗜热酶活性菌株筛选，共得到96株木聚糖酶活性菌株(阳性产出率：10.43%)和28株纤维素酶活性菌株(3.04%)，其中24株具有双酶活性。结果分析显示：氨基酸类碳源的添加，可提高木聚糖酶菌株的丰富度；醇类碳源的添加，可提高产酶菌株的多样性；酸类或醇类碳源的添加，可获得更多的双酶活菌株。
本研究为热泉生境嗜热细菌的分离培养提供指导，可加强我国热泉生境嗜热细菌与产酶菌株资源的挖掘，为水产饲料行业提供了丰富的嗜热酶菌株资源。