新疆七角井盐湖可培养放线菌及其I型PKS基因多样性研究

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放线菌是一类极其重要的微生物资源,它是许多天然活性物质包括抗生素的重要来源。而嗜盐放线菌是生活在极端高盐环境中的特殊类群,该类群的分离和生长都需要一定浓度的盐离子组分。盐离子浓度对放线菌分离的影响一直是个很模糊的概念,而且很多学者在具体实践中发现一些盐环境分离的放线菌,其生长一般能耐受较广的盐浓度范围,但其分离盐浓度却限制在很小的范围内。同时,由于嗜盐放线菌生长需要一定的盐浓度,并且代谢产物量相对较低,目前对其代谢产物的研究也不多,所以有必要对嗜盐放线菌这一特殊菌种资源的潜在应用价值进行评价。本研究以从新疆七角井盐湖采集的土样为研究材料,来分析新疆七角井盐湖嗜盐放线菌的群落组成,从中发掘有应用潜力的菌种和新物种资源;并对分离菌株进行Ⅰ型PKS KS基因多样性研究,从而对嗜盐放线菌这一特殊基因资源进行初步评价。   本研究以CCMS为基础培养基,采用一系列的NaCl盐浓度来进行梯度分离。同时在10%和15%两个盐浓度下,采用多种培养基来进行分离。从新疆七角井盐湖土样样品中共分离到130株放线菌。结合形态观察和16S rRNA基因序列分析,将所有分离菌株归到以下16个属中:拟诺卡氏菌属、链单孢菌属、链霉菌属、普氏菌属、多孢放线菌属、嗜盐生孢放线菌属、拟无枝菌酸菌属、糖单孢菌属、糖多孢菌属、假诺卡氏菌属、嗜盐刺丝菌属、白蚁菌属、糖霉菌属、诺卡氏菌属、类诺卡氏菌属和嗜盐放线多孢菌属。   对其中1个候选新分类单元的代表菌株进行了包括形态与培养特征、生理生化特征、化学指标特征、基因组DNA G+C mol%和基于16S rRNA基因序列系统发育分析等在内的多相分类研究,确定了它们的分类地位。菌株YIM93989和YIM93916属于多孢放线菌属的一个新种。   以上研究结果表明高盐环境蕴藏着丰富的放线菌物种资源,其中也包括许多新的种质资源。在此基础上,我们通过PCR扩增对这些放线菌菌株进行Ⅰ型PKSKS基因筛选,共获得33株阳性菌株,分属于以下10个属内:拟诺卡氏菌属、链单孢菌属、链霉菌属、普氏菌属、多孢放线菌属、嗜盐生孢放线菌属、拟无枝菌酸菌属、糖单孢菌属、诺卡氏菌属和嗜盐放线多孢菌属,这些属大多是盐环境中的常见属。接下来对阳性菌株进行克隆测序,对序列分析处理后发现:盐环境放线菌中Ⅰ型PKS KS氨基酸序列多拷贝情况十分普遍,且一般耐盐菌放线菌和中度嗜盐放线菌中KS氨基酸序列种类较多,极端嗜盐放线菌中KS氨基酸序列种类比较单一。同时,通过BLASTp发现我们扩增到的KS氨基酸序列与数据库中已知KS氨基酸序列差异性较大,这预示着盐环境放线菌可能蕴藏着丰富的新聚酮化合物基因资源,这些菌株也可能具有产生新的聚酮化合物的潜在能力。   本研究初步探讨了不同盐浓度对盐环境放线菌的分离效应,对以后盐环境分离特定放线菌类群具有一定指导作用。同时,对分离菌株进行Ⅰ型聚酮化合物合成酶基因多样性初筛和相关氨基酸序列分析,初步评价了盐环境放线菌这一特殊物种资源的潜在应用价值,对相关的天然产物研究具有一定指导作用。
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