蛇足石杉内生菌与沙坡头沙漠环境放线菌的多样性研究

发布时间：2020-10-08 18:22

　　 近年来,由于新疾病的不断涌现以及细菌耐药性增强等问题严重威胁人类健康,寻找具有新型作用机制的药物已迫在眉睫。众所周知,微生物次级代谢产物及其衍生物(如抗生素、酶抑制剂等)对人类做出了巨大的贡献,但是随着从普通环境土壤来源的微生物中发现新菌种、新代谢产物的几率的不断下降,人们已经逐步将目光转向了具有更大开发前景的特殊生境微生物。本研究选择国家二级保护野生药用植物蛇足石杉(Huperzia serrata)以及处于腾格里沙漠东南缘的沙坡头地区生物结皮土壤作为分离对象,探索物种和生理活性多样性的同时,发现并收集药用微生物资源。从我国四川和福建地区采集蛇足石杉植物样品,沙坡头地区4个采样地收集裸沙、蓝细菌土、地衣土和苔藓土等不同类型的土壤样品,运用纯培养研究方法,进行植物内生菌与沙漠极端生境放线菌的分离、培养；根据菌株16S rRNA基因信息,分析内生菌物种多样性；应用6种筛选模型对分离菌株进行抗菌、降血脂及抗HIV等生理活性测定,初步评价蛇足石杉内生菌与沙坡头放线菌的多样性和药用价值,以期为进一步寻找与发现新型天然产物提供丰富的物种基础。从6株经过表面消毒的蛇足石杉植物样品(12份)中共分离获得的356株蛇足石杉内生菌,选取127株菌进行16S rRNA基因序列扩增和系统发育分析,结果显示,它们隶属于放线菌门、厚壁菌门与变形菌门共3个门的26个科、41个属,其中,16株菌的16S rRNA基因序列与其近缘菌的最高相似性98.65%,代表了12个潜在的新分类单元(新种或新属)；从50份沙坡头土壤样品中共分离获得367株放线菌,分析其中188株菌的16S rRNA基因序列信息,它们隶属于放线菌目的18个科,29个属,发现11个潜在新分类单元；研究结果显示,地嗜皮菌科(Geodermatophilaceae)是沙坡头放线菌中的优势类群,其生理生化特性的测定结果表明,地嗜皮菌科菌株在碳源利用及酶学特性等方面呈现出生物多样性。根据菌株的16S rRNA基因序列分析结果,选择2株植物内生菌和6株沙坡头放线菌进行多相分类研究,依据菌株的形态特征、生理生化特性、细胞化学组分及分子等分类特征,确定7个新分类单元。其中,分离自沙坡头土壤样品的菌株CPCC203543T被鉴定为植物放线菌属(Actinophytocola)的一个新种,命名为Actinophytocola gilvus sp. nov.;来源于沙坡头样品的菌株CPCC 203544T代表了类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)的一个新属,命名为Tenggerimyces mesophilus gen. nov., sp. nov.。使用耻垢分枝杆菌、肺炎克雷伯菌、水稻白叶枯病菌PXO99A和临床分离的多重耐药菌粪肠球菌HH22等作为检定菌的筛选模型与抑制SS04生长的降血脂药物筛选方法以及基于假型病毒系统的抗HIV-1药物筛选模型对356株蛇足石杉内生菌与367株沙坡头放线菌的发酵液样品进行了抗细菌、抗耐药菌、降血脂及抗HIV-1等活性的初步检测。结果显示,166株菌在一个或多个的筛选模型中显示出活性初筛总阳性率为23.0%。其中,74株菌分离自蛇足石杉内生环境,92株来源于沙坡头沙漠环境。本研究对我国珍稀药用植物蛇足石杉内生菌与沙坡头沙漠放线菌的多样性进行了初步评价,获得了植物内生菌与沙漠极端环境放线菌群落结构及生理活性多样性的重要信息,从而为深入了解菌株与宿主植物、群落之间的相互作用,以及进一步研究内生菌代谢途径和活性成分,提供第一手资料；也在一定程度上丰富我国沙漠极端环境微生物物种资源库与信息库,为极端微生物资源的保护、开发利用及重要功能基因的发掘提供重要的基础材料。
【学位单位】：北京协和医学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S567.239;Q93
【文章目录】：
摘要
Abstract
前言
第一章 蛇足石杉内生菌分离及多样性分析
    1 材料和方法
        1.1 材料
            1.1.1 植物样品
            1.1.2 培养基
            1.1.3 抑制剂
            1.1.4 检定菌
            1.1.5 细胞系
            1.1.6 主要试剂
            1.1.7 主要仪器和设备
        1.2 方法
            1.2.1 菌种分离和保藏
            1.2.2 菌株的生理活性测定
            1.2.3 内生菌的初步鉴定和多样性分析
    2 结果与分析
        2.1 蛇足石杉内生菌分离结果
        2.2 蛇足石杉植物内生菌多样性
        2.3 生物活性筛选结果
        2.4 生物活性

本文编号：2832591