植物根际土壤中稀有放线菌的选择分离及生物活性-厦门大学学报（自然.doc

doi:10.6043/j.issn.0438-0479. 201604056 鹭宁两地植物根际土壤中放线菌的多样性分析及抗菌等生物活性评估 王霏1，黎丹1，黄耀坚1，邓贤明1，吴莹莹2* 厦门大学生命科学学院 天然产物源靶向药物国家地方联合工程实验室，福建 厦门 361005；2. 上海市农业科学院 ，上海 2 01406） 摘要：为探究不同地区植物根际土壤中可培养放线菌的多样性，筛选具有抗菌及抗肿瘤活性的药源菌株，本研究采用改良聚乳酸-明胶培养基，选择分离采自厦门市翔安区香山风景区、南京中山植物园及南京玄武湖公园的17份植物根际土壤样品中的放线菌，并进行16 rRNA基因鉴定、系统发育分析及抗菌、抗肿瘤生物活性测定. 共分离到株放线菌，其中链霉菌151株其余27株为稀有放线菌，占总数的15.2%. 稀有放线菌包含9个属：微杆菌属（Microbacterium）、拟无枝菌酸菌属（Amycolatopsis）、韩国生工菌属（Kribbella）、野野村氏菌属（Nonomuraea）、小单孢菌属（Micromonospora）、链孢囊菌属（Streptosporangium）、拟孢囊菌属（Kibdelosporangium）、纤维微菌属（Cellulosimicrobium）和栖白蚁菌属（Isoptericola），包含2株新种. 对分离到的放线菌进行液体小量发酵，并测定其发酵粗提物的抗菌和抗肿瘤活性. 结果显示，所测定的178株放线菌中，有82株对一种或多种指示菌表现出抗菌活性占供测菌株的46.1%；有60株对一种或多种肿瘤细胞具有抑制作用，占供测菌株的33.7%. 研究结果表明植物根际土壤中放线菌资源丰富，其中显著的菌株可为后续微生物药物研发提供有利资源. 关键词：放线菌；选择分离；系统分析；活性测定 中图分类号：Q 939 文献标志码：A 放线菌是天然药物的重要来源，目前临床及农业上使用的抗生素中，超过60%是放线菌产生的[1]. 1944年美国放线菌学家 Walksman[2]从灰色链霉菌（Streptomyces griseus）中发现链霉素以来，大量新型抗生素被陆续从放线菌中分离得到，其中大部来自链霉菌，约占自然界来源抗生素总数的45%，另有16% 来自非链霉菌属的放线菌 [3]. 随着对链霉菌资源的开发，从其中发现结构新颖的活性物质的几率不断下降. 近年来，人们逐渐将探索的目光转向非链霉菌属的放线菌，即稀有放线菌[4]. 稀有放线菌产生的生物活性物质结构类型丰富，包含大环内酯类、氨基糖苷类、肽类、蒽环类、氧杂蒽酮类等[5-6]，其中如抗利福霉素（）、卷曲霉素（），以及降糖药阿卡波糖（）等已经成功应用于临床[7]. 植物根际土壤是微生物的重要栖息地，它是由植物、土壤和微生物共同构成的一个微环境，三者之间相互作用、相互影响. 研究结果表明，植物根际土壤中的微生物多样性比非植物根际土壤中的丰富[8]. 根际微生物的代谢活动对于整个微环境中的碳循环、植物固氮作用、调节植物根际微环境以及土壤中废物和毒素的清除都起到十分重要的作用[9]. 不同微生物在与植物和土壤进行相互作用的过程中，可能导致植物根际土壤的有机质含量、酸碱度等产生细微的差异，并反过来影响微生物的群落组成[10]. 放线菌在植物根际土壤微生物类群当中占有极其重要的地位，如在玉米等农作物的根际土壤中，放线菌属于优势菌，其含量仅次于变形杆菌[9]. 因此，本研究选择采集自两个地区的植物根际土壤样品作为放线菌的分离源，对分离到的放线菌菌株进行分类鉴定和多样性分析，并对其进行抗菌和抗肿瘤活性筛选，旨在了解植物根际土壤中放线菌的多样性，挖掘新的稀有放线菌分类单元，并获得可用以活性物质分离的药源菌株，为后续微生物药物资源的开发奠定良好基础. 1 材料与方法 1. 1 材料 1. 1. 1 样品来源 植物根际土壤样品由研究人员分别采集自福建省厦门市（2012年10月）和江苏省南京市（2012年11月）. 其中以X开头9份样品采自厦门市翔安区香山风景区（N 24°37′45.84″，E 118°17′56.73″），分别为植物飞扬草（Euphorbia hirta L）、榕树（Ficus microcarpa Linn. f.）、红薯（Ipomoea batatas （L.） Lam.）、鬼针草（Bidens pilosa L.）、马樱丹（Lantana camara L.）、阴香（Cinnamomum burmannii）、紫茉莉（Mirabilis jalapa L.）、红花檵木（Loropetalum chinense var .rubrum）和凤凰木（Delonix regia）的根际土壤；以N开头8份样品采自南京，分别为中山植物园（N