《反芻動物腸道與糞便中共生放線菌多樣性及資源開發》是依託中山大學，由曹理想擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：反芻動物腸道與糞便中共生放線菌多樣性及資源開發
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曹理想
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
放線菌在天然產物的產生與篩選中都占有重要位置。為提高天然產物的篩選效率，國際上在利用功能基因組研究成果改進或設計新的篩選系統的同時，也正在開展從自然生態系統中選擇性分離放線菌的新技術，其中稀有放線菌的分離尤其受到重視。在脊椎動物與無脊椎動物腸道與糞便中均發現大量的稀有放線菌。動物腸道共生放線菌與動物宿主關係極為密切並且適應厭氧環境，對其中的放線菌資源進行研究有望發現具有套用前景的放線菌特性與新型放線菌資源。本項目同時利用傳統與分子生態學技術研究反芻動物腸道與糞便中共生放線菌的類群與不同生物學特性，重點研究厭氧環境下放線菌的生物學特性（包括是否產生有利宿主消化的酶，抗菌與抗寄生蟲抗生素，維生素，氫化酶活性，硝酸鹽呼吸活性以及金屬還原能力等）與放線菌中的活性類群，不僅有望發現新的放線菌種類及新的生物特性而且可以科學認識放線菌對動物生長的影響機理，為合理使用抗生素打下基礎。
結題摘要
放線菌是有重要開發價值的微生物資源，但目前對於動物共生放線菌類群及生理特徵的研究十分缺乏。本項目包括反芻動物牛羊糞便中放線菌類群分析，主要放線菌類群分離以及活性分析等內容。 主要發現以下結果： 1. 在牛糞中分離到的放線菌大多為鏈黴菌屬，還分離到擬無枝菌酸菌屬與小單孢菌屬。羊糞中主要分離到鏈黴菌屬與纖維微菌屬。 2. 採用放線菌特異性引物擴增發現：牛糞中存在11個放線菌分類單元，主要為分枝桿菌屬Mycobacterium (29 clones, 38.7%)等；羊糞中存在9個放線菌分類單元，主要為氣微菌屬Aeromicrobium (29 clones, 48.3%) 。 培養方法獲得的類群並未在克隆文庫中發現，而採用克隆文庫構建技術獲得的放線菌16S rRNA基因與標準菌株的相似性在98％以下，一般在97％左右，有可能是屬於新的屬。這些結果表明在牛羊糞中還存在較多的未研究放線菌類群，設計新型分離技術分離這些放線菌仍是一個重要的研究方向。 因此目前採用的基於PCR的微生物類群分析方法很有可能將一些類群遺漏，培養方法仍是一種重要的研究微生物資源的方法，其它分子生態學方法應該協同使用，才能降低遺漏的風險。 對分離菌株的生理活性進行分析還有以下發現： 1. 所有分離的放線菌均表現出較強的利用纖維素與木聚糖的能力，在木質素存在時可以降解麩皮，稻草秸稈與棉籽殼，生成還原糖，同時有些菌株可積累較高濃度的油脂，在生物能源領域有重要套用前景。 2. 對具有抗多種細菌、真菌活性的鏈黴菌S161產生的代謝產物進行分析，發現鏈黴菌S161產生曾在畜牧業上使用的促生長離子載體抗生素nonactin，據此推測放線菌與反芻動物之間表現出共生關係。該結果顯示腸道微生物產生的代謝物對於宿主動物有較大的影響。 由於高通量測序成本低廉且覆蓋度很高，但採用通用引物很難獲得完整的放線菌類群信息，所以設計放線菌特性性引物用於放線菌高通量分析十分重要。篩選的兩種引物對適合放線菌類群分析，用於植物根際土壤，海底腐木，植物內生放線菌，草食動物腸道放線菌類群分析，放線菌的比例達到99%以上，並且兩種策略獲得的放線菌類群基本一致，為進一步建立定向分離稀有放線菌打下基礎。
