羅布泊嗜(耐)鹽放線菌的物種多樣性、抗生素合成基因以及鹽脅迫響應(yīng)機(jī)理初探

羅布泊嗜（鹽放線菌物種多樣、抗素合成基因及鹽脅迫響應(yīng)機(jī)初探羅布泊及周邊極端高鹽堿環(huán)境蘊(yùn)藏著豐富多樣的嗜耐)鹽放線菌資源,是挖掘放線菌物種多樣性生物活性多樣性次級(jí)代謝產(chǎn)物多樣性和嗜耐)鹽機(jī)制的寶藏。本論文采用可培養(yǎng)法對(duì)羅布泊及其周邊份高鹽堿土壤樣品進(jìn)行了放線菌物種的分離、收集、保存和16SrDNA聚類分析,獲得了262株嗜耐)鹽放線菌,其中13株潛在新種;分離并鑒定6個(gè)放線菌新物種;對(duì)獲得全部菌株進(jìn)行了耐鹽特性、抗菌活性以及PKSI、PKSII、和APH等抗生素生物合成基因簇的篩選研究;從6株放線菌發(fā)酵液中分離鑒定了個(gè)單體化合物;時(shí)采用轉(zhuǎn)錄組比較分析法對(duì)一株極端嗜鹽放線菌的鹽脅迫響應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了初步探索體研究結(jié)果包括:1.羅布泊及其周邊鹽堿土嗜()鹽放線菌多樣性研究從23份土樣中共分離獲得了262株嗜(耐)鹽放線菌,5為耐鹽放線菌,257株為嗜鹽放線菌,發(fā)現(xiàn)放線菌潛在新種13個(gè),可能代表新的分類單元。通過(guò)16SrDNA聚類分析將所獲放線菌歸屬于4亞目5科8屬,分別為放線多孢菌屬(Actinopolyspora)、糖霉菌屬(Glycomyces)擬諾卡氏菌屬(Nocardiopsis)、糖單孢菌屬(Saccharomonospora)糖多孢菌屬(Saccharopolyspora)、鏈單孢菌屬(Streptomonospora)鏈霉菌屬(Streptomyces)和擬無(wú)枝菌酸菌屬(Amycolatopsis)其中,擬諾卡氏菌屬(Nocardiopsis)是羅布泊鹽湖的主要類群,占該區(qū)域分離獲得菌株的37.04%,放線多孢菌屬(Actinopolyspora)是羅布泊周邊鹽堿土的主要類群,占該區(qū)域分離獲得菌株的25.20%。2.放線菌新物種的多相分類采用多相分類方法鑒定了6株放線菌新物種。

其中,放線菌TRM45123為糖多孢菌屬新物種,命名為耐鹽糖多孢菌(Saccharopolysporahalotolerans);放線菌TRM45387、TRM4519845127為糖霉菌屬新物種,分別命名為塔里木糖霉菌Glycomycestarimensis)新疆糖霉菌(Glycomycesxinjiangensis)和羅布泊糖霉菌Glycomyceslopnorensis);放線菌TRM45668和TRM45658為嗜鹽多孢菌屬新物種,分別命名為塔里木嗜鹽多孢菌(Halopolysporatarimensis)和羅布泊嗜鹽多孢菌(Halopolysporalopnorensis)抗生素合成基因和抗菌活性篩查株放線菌PKSIPKSII、NRPSAPH基因的篩查結(jié)果表明,性率分別46.94%25.57%22.90%。四種功能基因在不同種屬之間的分布存在一定差異PKSI、PKSII基因在各個(gè)屬都有分布,PKSII基因較PKSI基因分布明顯要少,而且絕大多數(shù)含有I基因的菌株不含有PKSII基因;NRPS基因主要分布在ActinopolysporaStreptomyces;APH基因分布于GlycomycesNocardiopsis。262株放線菌的生物活性檢測(cè)得出75株線菌至少對(duì)一種病原菌具有拮抗作用,陽(yáng)性率為28.6%。這些菌株分布于StreptomycesNocardiopsis、Actinopolyspora、Saccharopolyspora、GlycomycesStreptomonospora和Saccharomonospora,陽(yáng)性率分別為14.5%1.1%1.1%0.8%0.4%;活性菌株以Streptomyces最多,而這些活性菌株大部分均含有一種或一種以上的抗生素生物合成基因放線菌次級(jí)代謝產(chǎn)物的分離純化與結(jié)構(gòu)鑒定采用現(xiàn)代色譜分離技術(shù)和核磁共振(NMR)等波譜鑒定技術(shù)從6株放線菌活性菌株發(fā)酵液中分離鑒定了13個(gè)化合物,分別鑒定為3,4-氫-6,8-二羥基-3-甲基異香豆素(45037-1)、2-甲基-1,4-苯二醇(45037-2)、鄰苯二甲酸2-乙基己基)二酯(45037-3)1,6-二羥基吩嗪(45037-4)16α-甲基-11β,17α,21-三羥基-9α-

氟孕甾-1,4-二烯-3,20-二酮21-醋酸酯(45306-1)谷甾醇-3-O-葡萄糖苷(45306-2/45556-3)、Nb-乙酰色胺(45306-3/45380-1)N-丙酰色胺(45306-4)4′,7-二羥基異黃酮(45556-1)4′,5,7-三羥基異黃酮(45556-2/45214-1)大豆皂醇B(45214-2)、1-庚基-2-甲基-3-羥基咔唑45040-1)和8-庚基-4,5,6-三羥基酞酸(45040-2)。這些化合物均首次從這些菌株的次級(jí)代謝產(chǎn)物中分離獲得一株嗜鹽放線菌的鹽脅迫響應(yīng)機(jī)理初探菌株TRM45611在8%(最低鹽濃度生長(zhǎng))、最適生長(zhǎng)鹽濃度)和25%NaCl(最高鹽濃度生長(zhǎng))濃度下轉(zhuǎn)錄組比較分析結(jié)果表明:以8%NaCl組為對(duì)照組,17%NaCl組和25%NaCl組與對(duì)照組相比,從生物過(guò)程分類中顯示菌株在鹽脅迫過(guò)程中有細(xì)胞代謝、生物調(diào)節(jié)和次級(jí)代謝產(chǎn)物等過(guò)程參與在細(xì)胞組分分類中顯示菌株的鹽脅迫與細(xì)胞器還有大分子化合物,如蛋白質(zhì)酸類或脂類的運(yùn)輸代謝等密切相關(guān),同時(shí),這些代謝過(guò)程在菌株耐鹽中起著重要作用;在分子功能分類中顯示菌株的鹽脅迫響應(yīng)機(jī)制中結(jié)構(gòu)分子活性催化活性和分子轉(zhuǎn)運(yùn)活性也密切相關(guān)同鹽濃度條件下的差異表達(dá)基因的比較發(fā)現(xiàn),以8%Na組為對(duì)照組時(shí),17%Na組表達(dá)量上調(diào)的基因有個(gè),表達(dá)量下調(diào)的有155個(gè);25%NaCl組表達(dá)量上調(diào)的基因有個(gè),表達(dá)量下調(diào)的有302個(gè)。綜上所述,本論文在分離并鑒定嗜耐)鹽放線菌的基礎(chǔ)上,初步揭示了新疆羅布泊地區(qū)嗜(耐)鹽放線菌