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我国西南地区原始森林分布较广、面积较大,是研究放线菌资源多样性的极好对象。随着人类活动的影响,至使全球的自然环境不断发生改变,生物种类不断减少。因此,尽早开展放线菌区系调查及资源多样性的研究意义重大,这对放线菌资源的保护和开发利用具有指导作用。
本研究从样品预处理入手,比较了超声波和微波处理,并且改进了分离培养基的成分,探索了放线菌分离新方法。从我国西南地区的云南、西藏、四川、贵州等地的6个样区采集了730份土样,分离放线菌6231株,供华北制药集团新药中心(NCPC Drug Research and Development Co.,Ltd.)做高通量筛选。从中选取153株代表性菌株,利用16S rRNA基因序列的系统发育分析方法研究了该地区放线菌的种群多样性,并对部分代表菌株进行功能基因的分子筛选和抗菌活性研究,以期从种群多样性、遗传多样性、活性评价等方面全面系统地探索西南地区的可培养放线菌多样性。
研究结果表明,西南地区蕴藏着十分丰富的放线菌资源,发现了Agromyces,Actinomadura,Actinopolymorpha,Arthrobacter,Catellatospora,Dactylosporangium,Friedmanniella,Jiangella,Kocuria,Kribbella,Lentzea,Microbacterium,Micromonospora,Mycetocola,Mycobacterium,Nocardioides,Promicromonospora,Nocardia,Nonomurae,Tsukamurella,Planosporangium,Rhodococcus,Streptomyces,Streptosporangum,Saccharomonospora,Pseudonocardia,Sphaerisporangium,Oerskovia,Verrucosispora近30个属,约占放线菌门已描述的219个属的14%,它们分布于8个亚目16个科。6个样区中,西双版纳热带雨林和大香格里拉的放线菌类群最丰富,武陵山样区和黄荆样区次之,九寨沟样区的较少,峨眉山青城山样区最为单调。
以3株细菌和7株真菌作为指示菌,检测其抑菌活性;利用特异性引物扩增的方法,检测是否具有聚酮合酶(PKS I、PKS II)基因、非核糖体多肽合成酶(NRPS)基因和多烯类化合物合成酶(CYP)基因。其中,武陵山样区放线菌对镰刀菌的抑制率达53.3%,PKS II基因的阳性率高达60%,显示了抗菌活性与基因的相关性;大香格里拉放线菌的抑菌活性及基因阳性率相对较低。这些活性菌株为生防研究以及寻找新的活性物质提供了具有开发潜力的资源。
采用多相分类方法(polyphasic taxonomic approach),确定了3个放线菌新种的分类地位。其中菌株YIM48771和YIM48782为Sphaerisporangium属的二个新种,菌株YIM48771命名为玫瑰红球孢囊菌(Sphaerisporangium flaviroseum sp.nov.),菌株YIM48782命名白色球孢囊菌(Sphaerisporangium album sp.nov.)。菌株YIM48868为Actinopolymorpha属的一新种,命名为白色多形态放线菌(Actinopolymorpha alba sp.nov.)。