雷艷娟 夏占峰 曾 紅 張利莉
(塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木盆地生物資源保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆 阿拉爾 843300)
植物內(nèi)生菌是指在其生活史的一定階段或全部階段存活于健康植物組織內(nèi)部或細(xì)胞間隙,而不使宿主植物表現(xiàn)出明顯感染癥狀的微生物,包括細(xì)菌、真菌和放線菌[1]。受溫度、濕度、土壤情況等生長(zhǎng)環(huán)境因素的影響,即便同種植物也會(huì)因地理位置的不同,表現(xiàn)出內(nèi)生菌多樣性分布的差異。云南大學(xué)微生物研究所陳華紅等[2]從云南不同地點(diǎn)采集藥用植物分離內(nèi)生放線菌,其種類、數(shù)量有很大差異,表明了宿主的地域多樣性在一定程度上決定了內(nèi)生放線菌的多樣性。來(lái)自植物內(nèi)生菌的化合物約51%是新化合物[3],而來(lái)自土壤微生物的只有38%是新化合物,因此植物內(nèi)生菌的研究備受關(guān)注。不同地域和種類的植物提供了內(nèi)生菌生境的多樣性,拓寬了篩選活性物質(zhì)的途徑。目前,在真菌、細(xì)菌、放線菌等植物內(nèi)生菌中,因放線菌生長(zhǎng)緩慢、分離困難而研究相對(duì)較少。植物內(nèi)生放線菌研究也主要集中于藥用植物、雨林植物等陸地植物和紅樹林等海洋植物,荒漠植物內(nèi)生放線菌是尚未充分開發(fā)的新領(lǐng)域,值得探索研究。
塔里木盆地處于天山、昆侖山和阿爾金山之間,邊緣是與山地相連的礫石戈壁,中心是塔克拉瑪干沙漠,受地形氣候影響,盆地邊緣和沙漠之間的土壤干旱、鹽漬化嚴(yán)重;孕育了很多具有防風(fēng)固沙作用的荒漠鹽生植物,如鹽生灌木檉柳、鹽穗木、駱駝刺等,它們適應(yīng)干旱高鹽生境,具有較強(qiáng)的耐旱抗鹽能力[4]。干旱生境下的微生物為了能在持續(xù)缺水和高鹽等嚴(yán)酷條件下生長(zhǎng),就不得不在生理和分子方面進(jìn)化[5],在這樣極端環(huán)境下生長(zhǎng)的植物,其內(nèi)生放線菌,伴隨宿主植物長(zhǎng)期適應(yīng)性協(xié)同進(jìn)化,除了產(chǎn)生新的基因型,還可能產(chǎn)生新型次級(jí)代謝產(chǎn)物[6]。感染性疾病是目前臨床上最常見的疾病,在人類疾病方面,金黃色葡萄球菌所致的皮膚軟組織感染,大腸桿菌所致的泌尿生殖道感染及白色念珠菌所致的念珠菌性陰道炎較常見;此外,金黃色葡萄球菌和大腸桿菌對(duì)家畜、家禽及其他經(jīng)濟(jì)動(dòng)物也是易感染的,如奶牛乳房炎和肉雞大腸桿菌?。?-9]。金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌這三種病原菌分別作為革蘭陽(yáng)性菌、革蘭陰性菌和真菌的模式菌株研究具有代表意義。在植物病害方面,棉花枯萎病和黃萎病以及紅棗黑斑病已成為新疆兩大經(jīng)濟(jì)作物的最大病害。黃萎病導(dǎo)致棉花經(jīng)濟(jì)損失15%以上,紅棗黑斑病嚴(yán)重時(shí)減產(chǎn)50%[10-11],因此迫切需要尋找能夠抵抗人類或植物病害的新型活性天然產(chǎn)物。為了更好保護(hù)和利用塔里木盆地微生物資源,本研究以13種荒漠植物為材料,分離其內(nèi)生放線菌,探索新疆典型荒漠植物內(nèi)生放線菌的群落結(jié)構(gòu);以人體病原菌金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、白色念珠菌,紅棗黑斑病致病菌細(xì)極鏈格孢菌、棉花黃萎病致病菌大麗輪枝菌、棉花枯萎病致病菌尖孢鐮刀菌為靶標(biāo)菌,篩選活性菌株,以期尋找新型抗菌活性化合物的生產(chǎn)菌株,為生物醫(yī)藥和生物肥料提供菌株來(lái)源。
2018年7月至8月在新疆天山山脈戈壁和鹽堿地采集檉柳(Tamarix chinensisLour.)、堿蓬(Suaeda glauca(Bunge)Bunge)、河西菊(Launaea polydichotoma(Ostenf.)Amin ex N.Kilian)、鹽穗木(Halostachys caspica(Bieb.)C.A.Mey.)、鹽爪爪(Kalidium foliatum(Pall.) Moq.)、鹽 節(jié) 木(Halocnemum strobilaceum(Pall.)M.Bieb.)、鹽生草(Halogeton glomeratus(M.Bieb.)Ledeb.)、鈴鐺刺(Halimodendron halodendron(Pall.)Voss)、駱駝刺(Alhagi sparsifoliaShap.)、耳葉補(bǔ)血草(Limonium otolepis(Schrenk)Ktze.)、老鸛草(Geranium wilfordiiMaxim.)、西伯利亞鐵線蓮(Clematis sibirica(L.)Mill.)和新疆豬毛菜(Salsola sinkiangensisA.J.Li)13種植物樣品,樣品裝于自封袋中,帶回實(shí)驗(yàn)室,置于4℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
以革蘭陽(yáng)性細(xì)菌代表種金黃色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus,S.a)敏感株 ATCC 25923、革蘭陰性細(xì)菌代表種大腸桿菌(Escherichia coli,E.c)敏感株ATCC 25922、酵母菌代表種白色念珠菌(Candida albicans,C.a)ATCC 64550以及植物病原菌大麗輪枝菌(Verticillium dahliae,V.d)ACCC 36916、尖孢鐮刀菌(Fusarium oxysporum,F.o)ACCC 372587和細(xì)極鏈格孢菌(Alternaria tenuissima,A.t)為靶標(biāo)菌進(jìn)行活性放線菌的篩選。
(1)分離培養(yǎng)基:SCA培養(yǎng)基。
(2)純化及斜面培養(yǎng)基:高氏一號(hào)培養(yǎng)基。
(3)活性篩選培養(yǎng)基:革蘭陽(yáng)性細(xì)菌和革蘭陰性細(xì)菌培養(yǎng)選用美國(guó)臨床和實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(CLSI)中的MHA(MHB)培養(yǎng)基培養(yǎng)。白色念珠菌選用SDA(SDB)培養(yǎng)基培養(yǎng);大麗輪枝菌、尖孢鐮刀菌選用PDA(PDB)培養(yǎng)基培養(yǎng);細(xì)極鏈格孢菌選用OA(OB)培養(yǎng)基培養(yǎng)。
(1)抑制劑:重鉻酸鉀、萘啶酮酸、放線菌酮、制霉菌素終濃度均為50 mg/L,待培養(yǎng)基溫度降至40~50℃時(shí)加入。
(2)PBS緩沖液(g/L):NaCl 8.0,KCl 0.2,Na2HPO41.4,KH2PO40.27。
參考李飛娜等[12]實(shí)驗(yàn)方法,將植物根進(jìn)行表面消毒、研磨,磨碎的植物組織用PBS緩沖液混勻,涂布于SCA培養(yǎng)基,每種樣品設(shè)置三組平行實(shí)驗(yàn)。最后一次清洗樣品的無(wú)菌水取100 μL涂布于SCA培養(yǎng)基,28℃倒置培養(yǎng)1周,檢測(cè)植物表面消毒效果。沒(méi)有微生物生長(zhǎng),說(shuō)明植物表面消毒徹底,分離到的放線菌為植物內(nèi)生放線菌。對(duì)放線菌采用三區(qū)劃線法進(jìn)行純化,直至得到純菌株。以20%(體積比)甘油作為保護(hù)劑,將菌株接種于其中,置于-80℃保藏。
采用酶解法提取放線菌基因組DNA,擴(kuò)增16S rRNA基因序列,送往北京睿博興科測(cè)序公司測(cè)序。登錄數(shù)據(jù)庫(kù)EzBioCloud[13](http://www.ezbiocloud.net),對(duì)16S rRNA基因序列進(jìn)行相似性比對(duì),從中選取相似性較高的典型菌株16S rRNA基因序列作為參比對(duì)象,采用MEGA 7.0軟件以鄰接法(neighbor-joining)進(jìn)行聚類分析,并構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹[14],根據(jù)序列比對(duì)結(jié)果和系統(tǒng)發(fā)育分析,確定菌株的種類。
將待檢測(cè)的放線菌菌株接種于高氏固體培養(yǎng)基,28℃培養(yǎng)7天,制為直徑7 mm的菌餅備用。對(duì)于細(xì)菌,采用瓊脂擴(kuò)散法,將靶標(biāo)菌單菌落接種至10 mL MHB培養(yǎng)基,37℃,180 rpm搖床培養(yǎng)8 h,取100 μL涂布于MHA培養(yǎng)基,接種放線菌菌餅,置于培養(yǎng)箱中孵育18 h。對(duì)于真菌,靶標(biāo)菌為白色念珠菌時(shí),拮抗活性的檢測(cè)方法與細(xì)菌相同,只需將培養(yǎng)基換為SDA;靶標(biāo)菌為大麗輪枝菌、尖孢鐮刀菌時(shí),采用平板對(duì)峙法稍做修改,將PDA培養(yǎng)基上靶標(biāo)菌接種至10 mL PDB培養(yǎng)基,20℃,180 rpm搖床培養(yǎng)72 h,取100 μL涂布于PDA培養(yǎng)基,接種放線菌菌餅,置于20℃培養(yǎng)箱中孵育48 h;靶標(biāo)菌為細(xì)極鏈格孢菌時(shí),將OA培養(yǎng)基上細(xì)極鏈格孢菌的孢子,用無(wú)菌棉簽收集至無(wú)菌水中,取100 μL涂布于OA培養(yǎng)基,接種放線菌菌餅,置于28℃培養(yǎng)箱中孵育48 h。各設(shè)置平行實(shí)驗(yàn)3組,計(jì)算抑菌圈直徑。
通過(guò)SCA分離培養(yǎng)基從13種植物根分離出533株放線菌,根據(jù)菌落特征初步排除重復(fù)后,選取361株提取基因組DNA,進(jìn)行16S rRNA基因序列擴(kuò)增和測(cè)序,通過(guò)EZbiocloud進(jìn)行比對(duì)分析。結(jié)果顯示,361株內(nèi)生放線菌,分屬于放線菌綱的6個(gè)目7個(gè)科9個(gè)屬77個(gè)種,這9個(gè)屬分別是鏈霉菌屬(Streptomyces)、擬諾卡氏菌屬(Nocardiopsis)、擬無(wú)枝酸菌屬(Amycolatopsis)、諾卡氏菌屬(Nocardia)、冢村氏菌屬(Tsukamurella)、糖霉菌屬(Glycomyces)、鏈孢囊菌屬(Streptosporangium)、倫茨菌屬(Lentzea)、北里孢菌屬(Kitasatospora)。
13種荒漠植物根內(nèi)生放線菌群落結(jié)構(gòu)結(jié)果見表1。由表1可以看出,不同荒漠植物內(nèi)生放線菌多樣性有差異。從分離到的菌株數(shù)量上看差異較大,老鸛草最多,依次為駱駝刺、鈴鐺刺、紅柳、補(bǔ)血草、堿蓬、鐵線蓮、鹽爪爪、河西菊、豬毛菜、鹽節(jié)木、鹽生草和鹽穗木。從種屬水平看差異也較大,駱駝刺內(nèi)生放線菌最豐富,鑒定到6個(gè)屬27個(gè)種,鏈霉菌屬有20個(gè)種(圖1);堿蓬次之,鑒定到4個(gè)屬9個(gè)種,鏈霉菌屬有6個(gè)種;S.griseoincarnatus為駱駝刺和堿蓬內(nèi)生放線菌中分離頻率最高的優(yōu)勢(shì)種;檉柳鑒定到3個(gè)屬17個(gè)種,鏈霉菌屬有15個(gè)種,S.plicatus為優(yōu)勢(shì)種;老鸛草分離到的菌株數(shù)量最多,歸屬于3個(gè)屬,S.pactum為優(yōu)勢(shì)種;鈴鐺刺鑒定到2個(gè)屬,其中的鏈霉菌屬有28個(gè)種,S.ambofaciens優(yōu)勢(shì)種;豬毛菜、鹽穗木等鑒定到鏈霉菌屬。此外,16S rRNA基因序列比對(duì)結(jié)果顯示,361株內(nèi)生放線菌中有3株相似性小于98.65%,為潛在新種,與3個(gè)已有效發(fā)表的放線菌物種相似性最高,見表2。在駱駝刺、檉柳和鹽爪爪各1株,均屬于鏈霉菌的潛在新物種,具體分類地位正在進(jìn)行多相分類學(xué)研究確認(rèn)。
由表1和表3可以看出,本研究荒漠植物內(nèi)生放線菌中,鏈霉菌為優(yōu)勢(shì)屬,在13種植物中均有分布。此外,獲得8個(gè)稀有放線菌屬,擬諾卡氏菌屬在8種植物中有分布,擬無(wú)枝酸菌屬在5種植物中有分布,諾卡氏菌屬在3種植物中有分布,糖霉菌屬、鏈孢囊菌屬和倫茨菌屬僅在駱駝刺中分離得到,而北里孢菌屬僅在老鸛草分離到,冢村氏菌屬也僅在鹽生草中分離到。表明放線菌的鏈霉菌可在植物中廣泛分布,擬諾卡氏菌屬、擬無(wú)枝酸菌屬可能在植物中選擇性分布,還有一些放線菌對(duì)宿主植物選擇具有特異性。擬諾卡氏菌屬是稀有放線菌中產(chǎn)新型天然活性化合物最多的,擬無(wú)枝酸菌屬僅次于小單孢菌屬位列第三[15],這類型菌株產(chǎn)生的化合物具有廣泛的生物學(xué)活性,在醫(yī)藥方面作為抗菌、抗過(guò)敏、抗腫瘤、降血脂、抗腫瘤等藥物有很好的療效。本研究中,分離得到的擬諾卡氏菌屬和擬無(wú)枝酸菌屬,為后續(xù)抗菌活性物質(zhì)的篩選提供了更大的可能性。經(jīng)文獻(xiàn)調(diào)研,冢村氏菌屬與倫茨菌屬為首次從植物中分離到。
361株荒漠植物根內(nèi)生放線菌的抗菌活性篩選結(jié)果見表4。結(jié)果顯示有80株活性放線菌,占鑒定總數(shù)的22%,其中鏈霉菌74株,擬無(wú)枝酸菌3株,擬諾卡氏菌、糖霉菌和鏈孢囊菌各1株。
鈴鐺刺內(nèi)生放線菌中,僅鏈霉菌屬有活性菌株15株;駱駝刺內(nèi)生放線菌中,活性菌株共有12株,鏈霉菌有9株;擬諾卡氏菌屬、糖霉菌屬、鏈孢囊菌屬中的活性菌株各為一株,鏈孢囊菌和糖霉菌為稀有放線菌中少見的有抑菌活性的菌株,鏈孢囊菌Streptosporangiumamethystogenessubsp.amethystogenes(TRM 64968)對(duì)白色念珠菌有抑制作用,糖霉菌Glycomyces algeriensis(TRM 65112)對(duì)大腸桿菌和白色念珠菌有抑制;擬諾卡氏菌屬中Nocardiopsis dassonvilleisubsp.dassonvillei(TRM 64374)對(duì)大麗輪枝菌有抑制。駱駝刺中,TRM 64368、TRM 64461、TRM 65026三株放線菌均與S.griseoincarnatus的16S rRNA基因序列相似性為100%,抗菌譜卻不同;此外,堿蓬中TRM 64934和TRM 64935也與S.griseoincarnatus16S rRNA基因序列相似性為100%,不僅抗菌譜不同,抗菌強(qiáng)度也不一樣,見表5。
圖1 基于駱駝刺根內(nèi)生放線菌16S rRNA基因序列構(gòu)建的neighbour-joining系統(tǒng)進(jìn)化樹
表2 13種荒漠植物根內(nèi)生放線菌中的潛在新物種
表3 361株內(nèi)生放線菌的多樣性
對(duì)于不同靶標(biāo)病原菌,拮抗大腸桿菌的活性放線菌有39株,拮抗鏈格孢菌的活性放線菌有35株,拮抗金黃色葡萄球菌的活性放線菌有31株,拮抗白色念珠菌的活性放線菌有30株,拮抗尖孢鐮刀菌的活性放線菌有17株,拮抗大麗輪枝菌的活性放線菌有6株。鈴鐺刺內(nèi)生放線菌S.rectiviolaceus(TRM 64937)對(duì)大腸桿菌、尖孢鐮刀菌、白色念珠菌和細(xì)極鏈格孢菌均有抑制作用,該菌株是13種植物中對(duì)尖孢鐮刀菌抑制作用最強(qiáng)的菌株,抑菌圈直徑為 15 mm;S.albidoflavus(TRM 64433)對(duì)白色念珠菌抑制作用最強(qiáng),抑菌圈直徑為16 mm。駱駝刺內(nèi)生放線菌中S.variabilis(TRM 64369)對(duì)鏈格孢菌的抑制作用最強(qiáng),抑菌圈直徑達(dá)到30 mm;S.griseoincarnatus(TRM 65060)對(duì)金黃色葡萄球菌抑制作用最強(qiáng),抑菌圈直徑達(dá)到21 mm。補(bǔ)血草內(nèi)生放線菌S.bangladeshensis(TRM 64784)對(duì)大麗輪枝菌抑菌活性最強(qiáng),抑菌圈直徑25 mm。河西菊內(nèi)生放線菌S.anulatus(TRM 64326)對(duì)大腸桿菌抑菌活性最強(qiáng),抑菌圈直徑23 mm。
對(duì)3種病原菌均有抑菌作用的有S.rectiviolaceus(TRM 64937)、S.rochei(TRM 64439)、S.pactum(TRM 64989)、S.griseoincarnatus(TRM 65060)、S.griseorubens(TRM 64343),后三者是13種植物內(nèi)生放線菌中鏈霉菌屬分離頻率最高的物種,S.griseoincarnatus和S.griseorubens在13種荒漠植物中的檉柳、豬毛菜、補(bǔ)血草、堿蓬、駱駝刺都有分布。自河西菊中篩選出的放線菌活性菌株比率最高(河西菊活性菌株數(shù)量/河西菊分離菌株數(shù)量),結(jié)合抑菌活性強(qiáng)度、活性菌株的數(shù)量與多樣性,駱駝刺和河西菊是13種荒漠植物內(nèi)生放線菌中適合抗菌活性篩選的植物。
表5 對(duì)不同病原菌有較強(qiáng)活性的菌株
續(xù)表5 對(duì)不同病原菌有較強(qiáng)活性的菌株
近年來(lái),隨著臨床耐藥菌和植物真菌病害的發(fā)展,熱帶雨林植物、藥用植物、紅樹林植物及經(jīng)濟(jì)作物內(nèi)生放線菌的研究與日俱增,荒漠植物內(nèi)生放線菌鮮有研究。因此,本實(shí)驗(yàn)選用13種荒漠植物為材料,分析其內(nèi)生放線菌的多樣性,研究荒漠植物內(nèi)生放線菌在抗菌方面的潛在應(yīng)用價(jià)值。
13種荒漠植物共分離出533株內(nèi)生放線菌,去除重復(fù)后對(duì)361株進(jìn)行16S rRNA基因序列測(cè)定,結(jié)果顯示共有9個(gè)屬。研究表明類似土壤環(huán)境,鏈霉菌在植物樣品中也廣泛分布[16],是植物體內(nèi)優(yōu)勢(shì)放線菌,本研究鏈霉菌也是優(yōu)勢(shì)屬,占鑒定菌株總數(shù)的88%,在13種樣品根部均有分布。這些植物樣品中內(nèi)生放線菌多樣性最豐富的是駱駝刺,由6個(gè)屬組成:鏈霉菌屬(Streptomyces)、擬諾卡氏菌屬(Nocardiopsis)、諾卡氏菌屬(Nocardia)、倫茨菌屬(Lentzea)、糖霉菌屬(Glycomyces)、鏈孢囊菌屬(Streptosporangium)。張曉波[17]等人,采集新疆北疆克拉瑪依戈壁荒漠的駱駝刺進(jìn)行內(nèi)生細(xì)菌分離鑒定時(shí),分離出放線菌門中的棒桿菌屬(Corynebacterium)、考克氏菌屬(Kocuria)、細(xì)桿菌屬(Microbacterium)和微球菌屬(Micrococcus)。同為駱駝刺樣品,但多樣性差異很大,主要原因可能是地理位置不同,南疆和北疆的氣候差異明顯。南疆被山脈環(huán)繞,受不到大氣環(huán)流影響,降水量極少,不僅干旱,受緯度和沙漠影響輻射也更強(qiáng),相同樣品的內(nèi)生放線菌群落結(jié)構(gòu)組成會(huì)不同。這與前期學(xué)者研究結(jié)果一致:不同地區(qū)的同種植株內(nèi)生放線菌,在數(shù)量與種類上分布有差異的規(guī)律[2]。
稀有放線菌是鏈霉菌以外其他放線菌的統(tǒng)稱,擬諾卡氏菌屬是本研究中植物內(nèi)生稀有放線菌中優(yōu)勢(shì)屬,這與祁鶴興和祖麗皮亞木·木沙爾[6,18]等人研究結(jié)果相似。本研究值得注意的是,除擬諾卡氏菌屬外,擬無(wú)枝酸菌屬也是13種荒漠植物內(nèi)生稀有放線菌中的優(yōu)勢(shì)屬,這可能與植物所處的干旱鹽堿生境有關(guān),有研究表明擬無(wú)枝酸菌通常存在于干旱環(huán)境[19-20],擬諾卡氏菌屬的分離也大多對(duì)鹽分需求較高[21-22]。新疆為“三山夾兩盆”地形,降水稀少,水源主要為山區(qū)的大小河流,這些河流溶解了古生代海相巖層中的鹽分,流入盆地[23],在蒸發(fā)大、極端干旱氣候條件下,將鹽分積累在土壤中。為適應(yīng)鹽漬化土壤,植被多為泌鹽鹽生植物如胡楊、檉柳和莖葉肉質(zhì)化的鹽生植物如鹽節(jié)木、新疆豬毛菜,這些鹽生植物體內(nèi)含有大量可溶性鹽,為擬諾卡氏菌屬和擬無(wú)枝酸菌屬提供了適宜的生境。除老鸛草外,其余12種植物均為能適應(yīng)新疆干旱鹽漬生境的鹽生植物,新疆的地理氣候和植物生長(zhǎng)的土壤類型可能與兩類稀有放線菌定殖相關(guān)。
從抗菌活性篩選結(jié)果看,篩選到80株活性放線菌,占比22%,是活性放線菌的主要類群,這與先前學(xué)者研究結(jié)果鏈霉菌是拮抗菌株的重要來(lái)源[16]相符。本實(shí)驗(yàn)選用棉花枯黃萎病病原菌和紅棗黑斑病病原菌為靶標(biāo)菌,嘗試運(yùn)用當(dāng)?shù)匚⑸镔Y源解決當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)程中遇到的植物真菌感染。TRM 6478416S rRNA基因序列與S.bangladeshensis相似性100%,該菌對(duì)棉花黃萎病病原菌V.dahliae有很好的抑制作用,有研究表明S.bangladeshensis可產(chǎn)生真菌抑制劑鄰苯二甲酸雙-(2-乙基己基)酯(bis-(2-ethylhexyl)phthalate)[24]。TRM 6436916S rRNA基因序列與S.variabilis相似性99.57%,對(duì)紅棗黑斑病病原菌A.tenuissima有很強(qiáng)的抑制作用,這與 Gherbawy[25]研究結(jié)果類似,其結(jié)果發(fā)現(xiàn)S.variabilisYH21具有幾丁質(zhì)酶活性,幾丁質(zhì)酶有降解病原真菌細(xì)胞壁的功能。此外,S.variabilis還有產(chǎn)肝素酶的能力,能抗血栓,以及抑制臨床細(xì)菌生物膜的作用。說(shuō)明TRM 64784和TRM 64369具有潛在的應(yīng)用價(jià)值,尤其是在作為生物防治棉花黃萎病和紅棗黑斑病方面,可作為生防菌株進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
對(duì)不同靶標(biāo)菌的抑制,本研究中荒漠植物內(nèi)生放線菌對(duì)大腸桿菌有抑制作用的菌株最多,細(xì)極鏈格孢菌次之。這與祖麗皮亞木·木沙爾[18]研究的新疆藥用植物百里香內(nèi)生放線菌的抗菌活性結(jié)果有差異,他們的活性菌株中對(duì)植物病原真菌有活性的最多,對(duì)人類致病的革蘭陽(yáng)性和陰性菌有活性的菌株最少。S.anulatus對(duì)植物病原真菌具有廣譜抑制性[26],TRM 64326的16S rRNA基因序列與其相似性100%卻對(duì)大腸桿菌表現(xiàn)出很強(qiáng)的抑制作用,僅對(duì)供試的3種植物病原真菌中棉花枯萎病病原菌F.oxysporum有微弱抑制。說(shuō)明菌株來(lái)源不同,對(duì)病原菌的抑制作用也會(huì)不同,荒漠植物內(nèi)生放線菌的抗菌譜和抗菌強(qiáng)度也類似多樣性,表現(xiàn)出地域和植物種類的差異。此外,本研究中同一駱駝刺植株中TRM 64368、TRM 64461和TRM 65025三株鏈霉菌與S.griseoincarnatus16S rRNA基因序列相似性均是100%,但它們的抑菌活性差異很大,見表5。表示在抗菌活性篩選時(shí),同一植株中與典型菌株為同一物種的菌株,活性也會(huì)不同;即同一物種的菌株活性有差異,在篩選時(shí)對(duì)每個(gè)菌株都進(jìn)行檢測(cè),可以盡可能避免遺漏活性菌株。
本次研究,活性放線菌菌株主要有鏈霉菌,其次是擬無(wú)枝酸菌。擬無(wú)枝酸菌屬是一類重要的抗生素產(chǎn)生菌,以產(chǎn)生用于臨床抗耐藥菌感染治療的萬(wàn)古霉素和抗結(jié)核的利福霉素備受關(guān)注,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥。近年來(lái),陸續(xù)研究發(fā)現(xiàn),擬無(wú)枝酸菌產(chǎn)生的新化合物占稀有放線菌產(chǎn)生的新天然產(chǎn)物11%[15],表明擬無(wú)枝酸菌屬和擬諾卡氏菌屬一樣是尋找有用天然產(chǎn)物的重要來(lái)源。
從13種阿克蘇地區(qū)荒漠植物鑒定出361株內(nèi)生放線菌,進(jìn)行了多樣性和抗菌活性研究。荒漠植物內(nèi)生放線菌豐富的物種多樣性,為放線菌資源貯備和后續(xù)深入開展活性次級(jí)代謝產(chǎn)物挖掘打下基礎(chǔ),具有研究和潛在應(yīng)用價(jià)值。