三七土壤及內生放線菌的多樣性與動態特徵

《三七土壤及內生放線菌的多樣性與動態特徵》是依託雲南大學，由徐麗華擔任負責人，於2015年批准的國家自然科學基金資助面上項目。

該項目通過免培養（高通量測序）的方法對不同年限及不同生長期三七土壤和內生放線菌多樣性和群落組成進行分析，弄清了三七連作過程中的放線菌群落結構組成隨連作年限和季節的變化規律，推測地域不同和肥料、農藥使用差別可能影響三七土壤中放線菌群落結構；從三七土壤和根內分離得到1300餘株放線菌，篩選出100多株具有拮抗三七根腐病原菌活性的菌株，從活性菌株中獲得5個放線菌新物種，已生效發表2個；採用活性追蹤方法，從一株鏈黴菌中分離得到3個吩嗪類新化合物；通過活性菌株田間定殖能力及其對三七病原菌尖鐮孢抑制作用評估，獲得了1株具有防治三七病害的生防菌株。這些研究成果為三七的合理種植與管理提供指導，同時為開發適於三七種植的放線菌肥料及微生物農藥提供菌種資源。

基本介紹

• 中文名：三七土壤及內生放線菌的多樣性與動態特徵
• 依託單位：雲南大學
• 項目負責人：徐麗華
• 項目類別：面上項目
• 資助經費：63（萬元）
• 研究期限：2016年1月1日至2019年12月31日
• 申請代碼：C0101
• 批准年度：2015年

項目性質

項目背景

三七及其製劑在臨床上使用，但三七的質量受到了農藥、化肥污染及連作障礙等因素的嚴重影響。土壤放線菌和植物內生放線菌與三七的生長和生存環境存在著密不可分的關係，但這方面的研究尚缺。

項目定位

該項目將在前期的工作基礎上，深入研究三七土壤及內生放線菌的多樣性、群落結構及其隨時間變化的規律。主要研究內容：1、完善分離方法，建立三七種植土壤及植物內生放線菌的資源庫；2、利用純培養和免培養的方法，研究三七的土壤和植物內生放線菌的群落結構及其隨時間變化；3、篩選具有拮抗三七病害的活性放線菌菌株；4、初步探索影響土壤和內生放線菌多樣性及群落結構的可能影響因素。 通過該項目研究，將獲得300-500株放線菌菌株、解釋放線菌多樣性及群落結構、篩選出5-10株具有抗三七病害的活性菌株、發表SCI論文3-5篇。最終希望揭示土壤及內生放線菌的多樣性及結構組成與三七植物生長與病害發生等關係，為綠色三七的種植提供基礎。

項目分工

《三七土壤及內生放線菌的多樣性與動態特徵》分工關係如表格所示。

姓名	職稱	負責分工
徐麗華	研究員	項目負責人，全面負責項目的實施與管理工作
苗翠苹	助理研究員	負責高通量測序數據處理
趙立興	研究員	主要負責放線菌菌株活性評價與篩選
夏玉梅 ，	研究生	放線菌分離與分子鑑定
黃芳芳	研究生	放線菌分離與鑑定
孫倩	研究生	放線菌群落結構及多樣性分析
李林超	研究生	放線菌群落結構及多樣性分析
胡加雲	研究生	放線菌多相分類
人員調整說明：項目組成員陳雲實驗師因離職退出，增加趙立興研究員參與項目研究工作：碩士生鄭有坤和喬新國於2016年提前畢業，孫倩、李林超、胡加雲三名碩士生參與項目工作。

研究成果

項目問題

1.內生放線菌分離問題

從三七根內分離到的放線菌株非常少，一方面可能是三七內生放線菌本身就少，另外也有可能是分離方法或採用的分離培養條件不適合，還需要摸索分離培養條件來獲得更多的內生放線菌。

2.放線菌特異性引物最佳化

項目團隊選取的F243/R1378和F341/R534兩對引物用於免培養分析，高通量測序數據預處理髮現，有近40%的reads屬於非放線菌序列，表明引物的特異性不夠高，需要最佳化設計。

項目成果

1.三七種植土壤及根內生放線菌的多樣性

由於純培養方法的局限性，通過提取樣品中微生物總DNA使用2對引物2步擴增三七土和三七根內放線菌16S rRNA基因部分區域，採用Mise測序的方法，在OTU水平分折三七種植土壤及內生放線菌的多樣性通過香農指數對放線菌的多樣性進行了評估，分析結果表明三七在種植不同年限和不同生長期內土壤中放線菌物種多樣性比較豐高，但是變化不大，香農指數在4.5-5之間，第一年物種多樣性指數（4.8-4.9）略高於第二年和第三年:根內生放線菌多樣性明顯低於土塌環境，香農多樣性指數均低於3，多樣性在一年內隨著時間推移逐漸升高，井且在不同年限內變化規律相同，在不同年限的同一時期相近。

2.三七土壤和植物內生放線菌群落結構及變化趨勢

通過高通量測序技術，分析了三七不同生長年限和不同生長時期土壤及內生放線菌的多樣性和群落結構組成，通過群落組成的比較明確了其變化趨勢。地域差異和肥料、農藥的施用能夠影響三七土壤中放線菌的多樣性和群落的組成。

3.挖據三七土境和植物內生放線菌物種資源,獲得具有三七生防功能的放線菌菌株

從三七土和跟內分離到1300餘株放線菌，建立了三七相關的放線菌資源庫，從中篩選出100多株具有描抗三七根腐病膩菌的放線菌菌株，發現了一些具有生物活性的新物種：多株高活性菌株具有防治三七病害的潛力。

序號	標題	類型	作者
1	Isolation and Characterization of New Phenazine Metabolites with Antifungal Activity against Root-Rot Pathogens of Panax notoginseng from Streptomyces	期刊論文	Xiao Chen; Lin-Fang Hu; Xue-Shi Huang; Li-Xing Zhao; Cui-Ping Miao; You-Wei Chen; Li-Hua Xu; Li Han; Yi-Qing Li
2	Nocardia panacis sp. nov., a novel actinomycete with antiphytopathogen activity isolated from the rhizosphere of Panax notoginseng	期刊論文	Jia-Yun Hu; Lei Li; Guang Peng; Yi-Qing Li; Li-Hua Xu; Hui-Lin Guan; Li-Xing Zhao; Cui-Ping Miao
3	三七根際土壤微生物的群落特徵	科研獎勵	苗翠苹
4	Amycolatopsis panacis sp. nov.， isolated from a Panax notoginseng rhizospheric soil	期刊論文	Guang Peng; Deng-Sen Xiong; Lin-Chao Li; Jia-Yun Hu; Sheng Bao; You-Wei Chen; Yi-Qing Li; Li-Hua Xu; Cui-Ping Miao; Li-Xing Zhao
5	三七種植土壤障礙因素消減關鍵技術體系的建立與套用	科研獎勵	苗翠苹
6	三七源的兩株真菌次生代謝產物及其生物活性研究	科研獎勵	劉凱(#)
參考資料：

項目套用

該項目成果擬套用領域：生物防治，計畫在3年以內推廣使用。

人才培養

該項目主要研究人員趙立興於2018年12月晉升研究員職稱；苗翠苹於2018年5月入選雲南大學“東陸中青年骨幹教師”培養計畫。

該項目執行期間共培養碩士生6人，己畢業5人；培養苗翠草博士和劉凱碩士分別獲2017年雲南省優秀博士學位論文獎和2017年雲南省優秀碩士學位論文獎。

姓名	學位	論文題目	畢業時間
夏玉梅	碩士	七種植土壤放線菌群落多樣性的初步研究	2017.7
黃芳芳	碩士	農藥對三七根際土壤被孢霉的影響及其田間定殖 能力	2017.7
李林超	碩士	農藥對三七種植土壤放線菌群落多樣性的影響	2018.7
孫倩	碩士	三 七種植土壤細菌的群落結構多樣性及動態變化	2018.7
趙林艷	碩士	球毛殼菌對三七根腐病鐮刀菌生防潛力的研究	2018.7
胡加雲	碩士	兩株活性放線菌對三七根腐病生防潛力評價	2020.7
參考資料：

合作交流

2016年10月，趙立興和苗翠苹等三人參加在西安舉行的“中國微生物學會第十一次全國會員代表大會2016年學術年會”。

2017年，趙立興在課題組與河南農業大學合作交流會上做學術報告。

2016年、2017年和2018年，趙立興和苗翠草參加於長沙舉行的“化學生物學與創新藥物中美圓桌會議”。

項目資金

國家自然科學基金項目資金決算表（定額補助）

金額單位：萬元
科目名稱	預算數			累計支出數	結餘
	批准預算	預算調整數	調整後預算
	(1)	(2)	(3)=(1)+(2)	(4)	(5)=(3)-(4)
合計	63.0000	0.0000	63.0000	39.6296	23.3704
1、設備費	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000
(1)設備購置費	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000
(2)設備試製費	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000
(3)設備升級改造與租賃費	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000
2、材料費	22.5000	0.0000	22.5000	18.0688	4.4312
3、測試化驗加工費	13.5000	0.0000	13.5000	11.2484	2.2516
4、燃料動力費	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000
5、差旅/會議/國際合作與交流費	11.0000	0.0000	11.0000	2.8060	8.1940
6、出版/文獻/信息傳播/智慧財產權事務費	4.0000	0.0000	4.0000	0.1464	3.8536
7、勞務費	12.0000	0.0000	12.0000	7.3600	4.6400
8、專家諮詢費	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000
9、其他支出	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000
註：1.表中(1)、(3)、(5)欄為系統自動生成，不需項目負責人填寫；2.表中(2)欄填列經批准的預算調整數；3.表中(4)欄填列項目的實際支出數。

項目成員

徐麗華，雲南省微生物研究所研究員。

苗翠苹，雲南省微生物研究所助理研究員。

趙立興，雲南大學、教育部自然資源藥物化學重點實驗室、雲南省微生物研究所研究員。