大兴安岭地区粘细菌资源的多样性及其生物活性

【背景】粘细菌是一类具有社会性行为的高等原核生物,其代谢产物具有丰富、多样、新颖的生物活性,是筛选天然药物的良好资源,具有很大的研究开发应用价值。【目的】分析大兴安岭地区粘细菌资源的多样性;分离纯化可培养的粘细菌,分析其抗菌活性并从中筛选对马铃薯晚疫病菌具有拮抗作用的菌株。【方法】通过变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对从大兴安岭地区采集的15个土样中粘细菌资源的多样性进行分析,利用兔粪诱导、大肠杆菌划线诱导和滤纸诱导3种方法从土样中分离可培养的粘细菌,结合形态观察、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析确定这些菌株的分类地位,通过平板对峙法对其进行抗菌活性分析。【结果】DGGE的分析结果显示,15个土样中共鉴定到13个属的粘细菌,基本覆盖了大部分已知的粘细菌种属以及部分未分类的粘细菌,表现出了丰富的多样性。共分离得到88株菌,从中得到22株纯菌,经鉴定属于2个属(粘球菌属与珊瑚球菌属)8个种(黄色粘球菌、橙色粘球菌、变绿粘球菌、珊瑚粘球菌、具枝粘球菌、大孢珊瑚球菌、弱小珊瑚球菌和珊瑚状珊瑚球菌)。抗菌结果显示:22株纯菌均表现出可以对一种甚至多种指示菌产生抗性,其中19株抑制大肠杆菌的生长,14株抑制马铃薯晚疫病菌的生长,8株抑制金黄色葡萄球菌的生长,13株抑制酿酒酵母菌的生长,7株抑制枯草芽孢杆菌的生长。【结论】内蒙古大兴安岭地区蕴藏着丰富的粘细菌资源,粘球菌属及珊瑚球菌属可能为该地区粘细菌菌群中的优势菌。分离纯化出的粘细菌菌株均表现出抑制一种甚至多种指示菌生长的活性,其中64%的纯菌对马铃薯晚疫病菌产生抗性,具有进一步研究的潜在价值。     

利用PCR-DGGE技术分析内蒙古西部地区土壤细菌的多样性

为明确内蒙古西部地区土壤细菌的多样性,利用聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳PCR-DGGE(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis)技术对170份土壤样品中的细菌丰度和群落结构组成进行了分析,并研究了土壤细菌多样性与肥力参数的关系。结果表明:内蒙古西部地区土壤细菌的多样性是比较丰富的,丰富度指数处于4到60之间,香浓指数处于1.38到4.09之间。不同土壤类型,其细菌的多样性有明显差异。其中,新积土、棕钙土、栗钙土和灰钙土中的细菌多样性指数均高于其他类型土壤,而灰漠土的多样性指数最低。且土壤的不同利用方式也会对土壤细菌多样性有所影响,其中耕地土壤细菌多样性指数最高,而未利用土壤的多样性指数最低。细菌多样性与土壤肥力参数的相关性分析结果显示二者之间并无显著的相关性。内蒙古西部地区土壤中的优势种群包括Proteobacteria(变形菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Firmicutes(厚壁菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Gemmatimonadetes(芽单胞菌门)、Nitrospira(硝化螺旋菌门)。可为该地区的土壤生态系统治理与恢复及未来该地区特有微生物资源的开发利用、农业生产指导等提供一定的科学依据。     

致病疫霉拮抗菌株YR-7 的分离鉴定及其活性物质

【目的】从黄河边的农田土壤中分离筛选拮抗致病疫霉的粘细菌,鉴定目标菌株,分析其发酵上清液的稳定性及对马铃薯晚疫病菌的抑制效果,为活性物质分离鉴定及抗马铃薯晚疫病菌生物农药的研发奠定基础。【方法】采用兔粪诱导法分离菌株,通过平板对峙法筛选对马铃薯晚疫病菌有拮抗作用的粘细菌,通过形态特征、生理生化特征以及16S r RNA基因序列分析对菌株进行鉴定。采用称重法测定菌株生长曲线,通过平皿法测定菌株不同生长时期发酵上清液对致病疫霉的菌丝生长抑制率和浓缩发酵上清液的稳定性。通过马铃薯离体叶片涂布浓缩发酵上清液和接种病原菌孢子悬浮液法,测定该菌株对马铃薯晚疫病的防病作用。【结果】从土壤样品中共分离获得7株粘细菌,其中4株拮抗致病疫霉,拮抗效果最强的为YR-7菌株,菌丝的生长抑制率为96%,该菌株被鉴定为Myxococcus xanthus。培养7 d后,菌株发酵上清液对致病疫霉的抑制活性趋于稳定。浓缩发酵上清液经30-50°C处理后,对致病疫霉菌丝的生长抑制率可达50.90%,高于50°C时抑菌活性逐渐下降,90°C处理后菌丝的生长抑制率仍可达25.45%。浓缩发酵上清液在p H 4.0-9.0条件下比较稳定,保持40.21%以上菌丝的生长抑制率,当p H4.0或p H9.0时,抗菌活性显著降低。活性物质不能被蛋白酶降解,其抗菌活性不受紫外线、自然光照射的影响。对马铃薯离体叶片的生防效果检测表明,YR-7的浓缩发酵上清液处理组叶片相对病斑面积仅为0.35%,对照组的相对病斑面积高达68.19%。【结论】粘细菌菌株YR-7可以产生抗马铃薯晚疫病菌的次生代谢产物,抗菌活性物质具有较好的稳定性,可以有效抑制致病疫霉侵染马铃薯叶片,具有开发成抗马铃薯晚疫病生物农药的潜在价值。     

致病疫霉拮抗菌株B25-I-3的鉴定及其次级代谢产物

【背景】粘细菌是一类具有社会性行为的高等原核生物,能产生丰富、多样、新颖的具有生物活性的次级代谢产物,具有很大的研究开发价值。【目的】从土壤样品中筛选出对致病疫霉(Phytophthora infestans)具有拮抗作用的粘细菌,并对其次级代谢产物进行研究。【方法】对分离到的一株拮抗P. infestans菌株,结合形态观察和16S rRNA基因序列分析确定其分类地位,并通过单因素分析与正交优化相结合的方法对菌株的发酵参数进行研究。采用滤纸片法对其浓缩发酵液中活性物质的稳定性及抗菌活性进行检测,并通过薄层色谱法(thin layer chromatography,TLC)与高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)等初步分离后,将具有抗P. infestans活性的组分利用液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)进行检测,最后通过离体叶片法测定活性物质对马铃薯晚疫病的防病作用。【结果】从土壤样品中分离得到的菌株B25-I-3对P. infestans表现出较强的拮抗活性,经鉴定为橙色粘球菌(Myxococcus fulvus)。其拮抗P. infestans的活性物质主要存在于胞外,产活性物质的最优发酵条件为：摇床转速180 r/min,接种量10%,培养温度30 °C,发酵周期7 d。该菌株产生的活性物质耐受蛋白酶K以及紫外线与自然光照射,对温度耐受性极强,而且易于在低温下保存,对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠杆菌(Escherichia coli)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、向日葵核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)均有不同程度的抑制作用。其对P. infestans的拮抗组分中含有N-(3-氨基-2-羟丙基)-N-甲基硫酸二酰胺[N-(3-amino-2-hydroxypropyl)-N-methylsulfuric diamide]与甲基(2R)-2-叠氮基-3-羟基-2-甲基丙酸酯[methyl(2R)-2-azido-3-hydroxyl-2-methylpropanoate],该活性物质能明显抑制P. infestans侵染马铃薯叶片且对不同品种的叶片均无损伤作用。【结论】研究为M. fulvus B25-I-3活性物质的分离鉴定及抗马铃薯晚疫病生物农药的研发提供了基础数据。