罗布泊嗜(耐)盐放线菌的物种多样性、抗生素合成基因以及盐胁迫响应机理初探

罗布泊嗜（盐放线菌物种多样、抗素合成基因及盐胁迫响应机初探罗布泊及周边极端高盐碱环境蕴藏着丰富多样的嗜耐)盐放线菌资源,是挖掘放线菌物种多样性生物活性多样性次级代谢产物多样性和嗜耐)盐机制的宝藏。本论文采用可培养法对罗布泊及其周边份高盐碱土壤样品进行了放线菌物种的分离、收集、保存和16SrDNA聚类分析,获得了262株嗜耐)盐放线菌,其中13株潜在新种;分离并鉴定6个放线菌新物种;对获得全部菌株进行了耐盐特性、抗菌活性以及PKSI、PKSII、和APH等抗生素生物合成基因簇的筛选研究;从6株放线菌发酵液中分离鉴定了个单体化合物;时采用转录组比较分析法对一株极端嗜盐放线菌的盐胁迫响应机理进行了初步探索体研究结果包括:1.罗布泊及其周边盐碱土嗜()盐放线菌多样性研究从23份土样中共分离获得了262株嗜(耐)盐放线菌,5为耐盐放线菌,257株为嗜盐放线菌,发现放线菌潜在新种13个,可能代表新的分类单元。通过16SrDNA聚类分析将所获放线菌归属于4亚目5科8属,分别为放线多孢菌属(Actinopolyspora)、糖霉菌属(Glycomyces)拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)、糖单孢菌属(Saccharomonospora)糖多孢菌属(Saccharopolyspora)、链单孢菌属(Streptomonospora)链霉菌属(Streptomyces)和拟无枝菌酸菌属(Amycolatopsis)其中,拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)是罗布泊盐湖的主要类群,占该区域分离获得菌株的37.04%,放线多孢菌属(Actinopolyspora)是罗布泊周边盐碱土的主要类群,占该区域分离获得菌株的25.20%。2.放线菌新物种的多相分类采用多相分类方法鉴定了6株放线菌新物种。

其中,放线菌TRM45123为糖多孢菌属新物种,命名为耐盐糖多孢菌(Saccharopolysporahalotolerans);放线菌TRM45387、TRM4519845127为糖霉菌属新物种,分别命名为塔里木糖霉菌Glycomycestarimensis)新疆糖霉菌(Glycomycesxinjiangensis)和罗布泊糖霉菌Glycomyceslopnorensis);放线菌TRM45668和TRM45658为嗜盐多孢菌属新物种,分别命名为塔里木嗜盐多孢菌(Halopolysporatarimensis)和罗布泊嗜盐多孢菌(Halopolysporalopnorensis)抗生素合成基因和抗菌活性筛查株放线菌PKSIPKSII、NRPSAPH基因的筛查结果表明,性率分别46.94%25.57%22.90%。四种功能基因在不同种属之间的分布存在一定差异PKSI、PKSII基因在各个属都有分布,PKSII基因较PKSI基因分布明显要少,而且绝大多数含有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株放线菌的生物活性检测得出75株线菌至少对一种病原菌具有拮抗作用,阳性率为28.6%。这些菌株分布于StreptomycesNocardiopsis、Actinopolyspora、Saccharopolyspora、GlycomycesStreptomonospora和Saccharomonospora,阳性率分别为14.5%1.1%1.1%0.8%0.4%;活性菌株以Streptomyces最多,而这些活性菌株大部分均含有一种或一种以上的抗生素生物合成基因放线菌次级代谢产物的分离纯化与结构鉴定采用现代色谱分离技术和核磁共振(NMR)等波谱鉴定技术从6株放线菌活性菌株发酵液中分离鉴定了13个化合物,分别鉴定为3,4-氢-6,8-二羟基-3-甲基异香豆素(45037-1)、2-甲基-1,4-苯二醇(45037-2)、邻苯二甲酸2-乙基己基)二酯(45037-3)1,6-二羟基吩嗪(45037-4)16α-甲基-11β,17α,21-三羟基-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′,7-二羟基异黄酮(45556-1)4′,5,7-三羟基异黄酮(45556-2/45214-1)大豆皂醇B(45214-2)、1-庚基-2-甲基-3-羟基咔唑45040-1)和8-庚基-4,5,6-三羟基酞酸(45040-2)。这些化合物均首次从这些菌株的次级代谢产物中分离获得一株嗜盐放线菌的盐胁迫响应机理初探菌株TRM45611在8%(最低盐浓度生长)、最适生长盐浓度)和25%NaCl(最高盐浓度生长)浓度下转录组比较分析结果表明:以8%NaCl组为对照组,17%NaCl组和25%NaCl组与对照组相比,从生物过程分类中显示菌株在盐胁迫过程中有细胞代谢、生物调节和次级代谢产物等过程参与在细胞组分分类中显示菌株的盐胁迫与细胞器还有大分子化合物,如蛋白质酸类或脂类的运输代谢等密切相关,同时,这些代谢过程在菌株耐盐中起着重要作用;在分子功能分类中显示菌株的盐胁迫响应机制中结构分子活性催化活性和分子转运活性也密切相关同盐浓度条件下的差异表达基因的比较发现,以8%Na组为对照组时,17%Na组表达量上调的基因有个,表达量下调的有155个;25%NaCl组表达量上调的基因有个,表达量下调的有302个。综上所述,本论文在分离并鉴定嗜耐)盐放线菌的基础上,初步揭示了新疆罗布泊地区嗜(耐)盐放线菌