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由于能够产生有益的代谢产物,放线菌在医药、食品、农业等多个领域具有极大的应用前景。现有的研究表明,来自天然湿地生态系统的微生物,特别是放线菌,在产生生物活性次生代谢物方面显示出良好的潜力。湖南炎陵高山湿地作为未开发的天然环境,对该地区的土壤放线菌多样性及其功能代谢方面的研究鲜有报道,因此,对湖南炎陵高山湿地的放线菌资源的研究具有重要的理论和实践意义。本研究以炎陵高山湿地土壤样品作为研究对象,首先利用高通量测序技术了解土壤样品中的放线菌多样性;然后以丰度较高的土壤样品作为分离源,通过不同的分离培养手段,筛选出可培养放线菌并对其进行多样性研究;同时,对潜在新物种进行了多相分类鉴定;最后对所分离的菌株进行了典型革兰氏阳性细菌和阴性细菌的抗菌活性研究。主要研究结果如下:(1)高通量测序结果显示,利用放线菌通用引物扩增的有效序列为157236条,对放线菌在目水平上探测到14个类群,包括Frankiale(41.9%)、Acidimicrobiales(28.0%)、Solirubrobacteralse(8.6%)、Corynebacteriales(4.8%)、Micrococcales(4.0%)、Gaiellales(3.3%)、Micromonosporles(2.9%)、Propionibacteriales(1.7%)、Streptomycetales(0.9%)、Kineosporiales(0.8%)、Catenulisporales(0.6%)、others(0.4%)、norank-Actinobacteria(0.4%)和Pseudonocardiales(0.2%)类群。结果表明,湿地土壤环境中具有丰富的Frankiale,而Streptomycetales在这些样品土壤中所占比例仅为0.9%。(2)从炎陵高山湿地土壤中分离纯化出46株放线菌,采用经典分类法研究了46株放线菌的多样性。基于菌丝颜色或所产可溶性色素的不同,46株放线菌初步归为10个不同的颜色类群;基于形态、培养特征及16S r RNA基因序列的同源搜索,结果表明,它们分属于6个不同的属,即链霉菌属(39株)、北里孢菌属(3株)、诺卡氏菌属(1株)、假诺卡氏菌属(1株)、拟无枝酸菌属(1株)和小单孢菌属(1株);基于16S r RNA基因序列构建的系统发育树,初步探讨了链霉菌属39株菌株和7株非链霉菌属菌株的进化地位,结果表明,链霉菌属菌株GSSD-08、GSSD-12、GSSD-14、GSSD-23、GSSD-25、GSSD-28、GSSD-30和GSSD-45,非链霉菌属菌株GSSD-48和GSSD-50可能为潜在新物种。(3)采用多相分类法对菌株GSSD-12T的分类地位进行了鉴定。该菌株,革兰氏阳性,好氧,在培养基上形成广泛分枝的基质菌丝体和气生菌丝体,分化成紧密卷曲或螺旋孢子链;细胞壁含有丙氨酸,甘氨酸,谷氨酸和LL-DAP(Diaminopimelic acid,二氨基庚二酸);全细胞水解液主要糖含有葡萄糖;主要的甲基萘醌类型是MK-9(H4),MK-9(H6)和MK-9(H8);主要细胞脂肪酸被鉴定为iso-C16:0,C16:0和iso-C14:0;极性脂质含有磷脂酰乙醇胺、双磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇甘露糖苷和磷脂酰肌醇。该菌株的G+C含量为71.2mol%。菌株GSSD-12T的全长16S r RNA基因序列的BLAST搜索结果表明,该菌株属于链霉菌属,相似性最高的菌株Streptomyces scopuliridis NRRL B-24574T(99.2%),与其他已知链霉菌模式物种的相似性低于98.6%。基于16S r RNA基因序列的系统发育分析表明,GSSD-12T菌株与S.scopuliridis NRRL B-24574T,S.odonnellii NRRL B-24891T和S.lushanensis NRRL B-24994T密切相关。然而,从数字DNA杂交(Digital DNA–DNA hybridization,d DDH)值、平均核苷酸一致性(Average nucleotide identity,ANI)值以及该菌株与亲缘关系最近的多序列位点分析(Multilocus sequence analysis,MLSA)距离可以看出,该菌株属于一个新颖的物种。此外,菌株GSSD-12T的形态、生理生化特征也与它们有明显的差异。因此,菌株GSSD-12T代表了链霉菌属的一个新物种,并将其命名为Streptomyces palus sp.nov.(=CICC 11051T=JCM 33018T)。(4)初步抗菌活性研究表明,46株链霉菌中在前期研究中有7株菌对金黄色葡萄球菌或大肠杆菌有拮抗作用,除了GSSD-02只对金黄色葡萄球菌有抑制作用,其他6株菌对金黄色葡萄球菌或大肠杆菌均有抑制效果。相同菌株在不同培养基中的抗性效果有差异性,ISP2、ISP3和ISP6中生长的菌株具有较好的拮抗性,高氏1号培养基其次。在重复试验中,菌株的拮抗性出现了不同程度的退化,具有稳定拮抗性的菌株为:GSSD-07、GSSD-21、GSSD-43和GSSD-49。由此表明它们可能具有潜在的应用前景。