罗布泊盐湖可培养放线菌多样性及PKSⅡ功能基因筛选

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盐环境作为极端环境微生物研究的重要组成部分,具有分布广泛,条件相对温和等特点,蕴含着大量的极端放线菌,是极端放线菌生长的理想场所。盐环境中的放线菌能产生如抗生素、耐盐胞外酶、甜菜碱等多种次级代谢产物,在医药工业、农业生产、环境保护等方面有重要的应用价值。研究盐环境中的放线菌多样性,有利于放线菌物种和代谢产物资源库的丰富。  位于新疆若羌县东北部的罗布泊盐湖气候条件特殊、地质结构高度盐漠化。本研究的目的是为了挖掘其生境中可培养放线菌的资源和探索该环境中放线菌产生Ⅱ型聚酮合成酶(PKSⅡ)基因的潜能。以罗布泊盐湖环境的土壤样品为研究对象,采集到10份样品,采用6种不同盐浓度和7种选择性培养基分离放线菌,提取DNA进行16SrDNA扩增和16S rDNA全长测序,并将序列进行Blast比对。研究结果表明共获得32株不同的放线菌,分布在放线菌目的6个亚目中的6个属内,其中,链霉菌属(Streptomyces)有15株,占全部获得纯培养菌株的46.9%,是该环境最优势的放线菌类群;其次是拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)有13株,是处于第二优势地位的放线菌类群;还分离到一些糖霉菌属(Glycomyces)、放线多孢菌属(Actinopolyspora)、微球菌(Micrococcus)和栖白蚁菌属(Isoptericola)的菌株。有2株放线菌的16S rDNA基因序列与已有效发表菌株的序列最大相似度小于97%,菌株编号SCAU-A-57与Nocardiopsis aegyptia最大序列同源性仅为97%;而菌株编号SCAU-A-26与Glycomyceshalotolerans最高相似性仅为94%,为潜在的放线菌新分类单元。  为了探索嗜盐放线菌产生天然产物的潜力,选取获得的32株放线菌,通过兼并引物进行Ⅱ型聚酮合成酶(pKSⅡ)功能基因KS域的PCR扩增,其中22株菌扩增出目的DNA片段,阳性率为69%。对阳性片段进行转化并测序,均被鉴定为PKSⅡ功能基因。这些具有PKSⅡ功能基因的菌株分属于拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)、链霉菌属(Streptomyces)和微球菌属(Micrococcus)三个属,其中链霉菌属中PKSⅡ基因阳性率最高,占80%。  本研究结果表明,罗布泊盐湖地区放线菌具有丰富的放线菌资源多样性,并蕴藏一定的放线菌新类群。另外,盐湖放线菌菌株都具有产生聚酮化合物的巨大潜力,本研究结果为进一步开发利用盐湖生态放线菌资源提供了科学依据。
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