【摘 要】
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作为抗生素的主要产生菌,放线菌在医疗等行业具有巨大的潜能及作用。现有研究证实,药用植物根际放线菌在产生生物活性次级代谢产物方面展现出良好的潜力。以往关于荞麦植物根际放线菌的研究鲜有报道,而我们近来的纯培养研究表明,苦荞麦和金荞麦根际放线菌的多样性非常丰富,因此,开展荞麦属植物根际放线菌资源的挖掘具有重要的实践意义。本研究利用高通量测序技术对苦荞麦根际放线菌多样性进行了初步的分析,通过对样品中的优势
【基金项目】
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国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”重点专项项目（2017YFE0117600）；
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作为抗生素的主要产生菌,放线菌在医疗等行业具有巨大的潜能及作用。现有研究证实,药用植物根际放线菌在产生生物活性次级代谢产物方面展现出良好的潜力。以往关于荞麦植物根际放线菌的研究鲜有报道,而我们近来的纯培养研究表明,苦荞麦和金荞麦根际放线菌的多样性非常丰富,因此,开展荞麦属植物根际放线菌资源的挖掘具有重要的实践意义。本研究利用高通量测序技术对苦荞麦根际放线菌多样性进行了初步的分析,通过对样品中的优势物种、稀有物种及一些未知的物种进行初步的了解,以便为从荞麦根际土壤中分离筛选放线菌资源提供理论支持;然后采用各种培养基探究了金荞麦和苦荞麦根际可培放线菌的多样性;接着对潜在新物种进行多相分类鉴定;最后对所有分离菌株进行拮抗活性测试。主要研究结果如下:（1）高通量测序结果表明:纲水平上放线菌（Actinobacteria）在各个样品中的平均占比达到了菌落总数的13.0%,属于优势菌群之一;对细菌探测到目水平,该水平放线菌类群有12个,包括Propionibacteriales（31.80%）、Micrococcales（24.60%）、Frankiales（17.20%）、Mircomonosporales（7.70%）、Streptomycetales（7.40%）、Pseudonocardiales（6.40%）、Corynebacteriales（2.70%）、Streptosporangiales（0.80%）、Kineosporiales（0.80%）、Bifidobacteriales（0.40%）、Glycomycetales（0.05%）和Other（0.04%）类群;Propionibacteriales、Micrococcales和Frankiales类群较为丰富,链霉菌目（Streptomycetales）在所有样品中的平均丰度为7.40%。测序结果显示苦荞根际放线菌多样性丰富,在发现新物种及挖掘新次级代谢产物或其他活性物质等方面具有较高的探索价值。（2）从样品中分离得到350余株放线菌,基于形态特征和16S r RNA基因序列分析,整合为50株不同的放线菌,确定这50株放线菌代表4个不同的放线菌属:链霉菌（Streptomyces）47株,糖霉菌属（Glycomyces）1株,Methylorubrum属1株,小单孢菌属（Micromonospora）1株。根据形态、培养、生理生化特征及16S r RNA基因序列分析所构建的系统发育树,初步确定了这50这株放线菌的进化地位。初步认定,菌株QMT-12、QMT-28、QMT-37、QMT-45、QMT-48和QMT-49为潜在新种。（3）采用多相分类方法,对菌株QMT-28和QMT-12进行新种鉴定。通过形态特征、培养特征、生理生化特征、化学特征、系统发育分析和全基因组序列分析,确定菌株QMT-28和QMT-12为链霉属的两个新物种,分别命名为Streptomyces fagopyri sp.nov.和Streptomyces liangshanensis sp.nov.,它们的典型菌株分别为QMT-28T=CICC24808T=JCM 33796T和QMT-12T=CICC 11056T=JCM 33963T。（4）拮抗性试验表明,50株放线菌中存在18株放线菌对黑曲霉、青霉、立枯丝核菌、大肠杆菌或金黄色葡萄球菌具有一定的抑制作用。当以黑曲霉为标靶菌时,菌株QMT-10、QMT-11、QMT-34和QMT-46能对其产生抑制效果;在筛选青霉拮抗放线菌试验中,发现菌株QMT-01、QMT-05、QMT-07、QMT-08、QMT-09、QMT-10、QMT-11、QMT-13和QMT-22显示出对青霉一定强度的抑制作用,其中菌株QMT-09和QMT-10产生的抑菌效果最好,抑菌环宽度分别达1.7和1.3 cm;在对立枯丝核菌进行抗性试验中,有多数菌株都能对该标靶菌产生一定程度的抑制效果,包括菌株QMT-07、QMT-10、QMT-11、QMT-12、QMT-13、QMT-24和QMT-45,其中菌株QMT-10、QMT-11和QMT-13产生的抑菌环宽度均有1.0 cm;菌株QMT-05、QMT-07、QMT-15、QMT-25、QMT-27和QMT-35对大肠杆菌的效果比较明显。结果表明荞麦属植物根际土壤中确实存在具有抗菌活性的菌株,可作为抗生素潜在产源。
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