甘肃河西走廊盐碱土壤中放线菌生态分布及物种多样性研究

Using selective screening method with different selective medium, to isolate actinomyces in the primary saline-alkali soil and the secondary saline-alkali soil of Hexi Corridor in Gansu Province. By the morphological characteristics, alkali experiment and antibacterial experiment, the cultivable class group and distribution characteristics of actinomyces in this special habitat are investigated, and the actinomycetes germplasm bank is set up. Based on 16 S rRNA gene sequence analysis method of phylogenesis and traditional culture method, the regularity of distribution and diversity of actinomyces in saline-alkali environment of Hexi Corridor are discussed, the ecology characters of actinomyces in this region is clarified. The results of this research play an important role to the study of actinomycetes diversity and actinomycetes ecology of the saline-alkali environment in the Hexi Corridor, especially provide a reliable basis data for actinomyces resource protection in this region, and provide the basic data in selecting new antibiotics, industrial microbial enzymes and other areas of saline-alkali environment, and provide the basic data to multiple improve the saline-alkali soil of Hexi Corridor.

采用不同培养基质的选择性分离培养方法，对河西走廊地带原发盐碱地、次生盐碱土壤环境中的可培养放线菌进行分离，通过形态特征、耐盐碱性实验、抑菌实验等研究探讨这一特殊生境中可培养放线菌的主要类群和分布特征，建立河西走廊放线菌种质资源库；采用非培养的基于16S rRNA基因序列系统发育分析方法进行比较研究，结合传统培养技术探讨河西走廊盐碱环境中放线菌分布规律和物种多样性，阐明该地区放线菌与土壤理化因子的关系。本研究及其结果对甘肃河西走廊盐碱环境下放线菌物种多样性和放线菌生态研究起到填补和推动作用，促进对该地区放线菌种质资源的保护，为盐碱环境放线菌在筛选新抗生素及工业微生物酶制剂等领域的开发研究及河西走廊盐碱土壤的综合改良提供基础资料。

研究盐碱土壤生境中放线菌的种群多样性及在不同盐碱类型土壤中的生态分布特征，对揭示放线菌在土壤盐渍化过程中的适应性机制及特殊生境中资源放线菌的开发和利用都具有重要的研究意义和价值。项目依据河西走廊土壤特征，按原生盐碱土壤、次生盐碱土壤和农田土壤共14个设置样点。采用不同培养基质的选择性分离培养方法对可培养放线菌的研究结果表明，可培养放线菌在生态分布上：生物量为农田土＞次生盐碱土＞原生盐碱土，而物种多样性为次生盐碱土＞原生盐碱土＞农田土。pH对土壤放线菌及其主要类群(链霉菌属、拟诺卡氏菌属、诺卡氏菌属，非链霉菌)的综合影响力最大，随着pH、电导率、钠离子、氯离子、硫酸根离子的上升，土壤酶活性的下降，链霉菌的数量以及物种多样性所占的比重下降，拟诺卡氏菌和诺卡氏菌所占的比重上升。放线菌的生物量随着土壤肥力的增加而增加，而放线菌的多样性随着肥力增加而减少；基于对不同土壤总DNA提取方法的比较，确定CaCl2-SDS-酶解法是一种最适于河西走廊盐碱土壤微生物总DNA的提取方法。16S rRNA基因序列和系统发育分析表明，原生盐碱土中放线菌分属于8个亚目和未知类群，次生盐碱土中放线菌分属于9个亚目和未知类群，农田土中放线菌分属于3个亚目和未知类群，其中微球菌亚目是3种不同类型土壤中的最优势种群；筛选到多株对黄芪根腐病、马铃薯早、晚疫病、油菜结核菌病等经济作物病害病原菌有较好抗菌活性的拮抗放线菌，其中菌株Ⅳ22-3-3对油菜菌核病菌的防治效果达63.5%，菌株DC009-1-23对立枯丝核菌、茄链格孢菌和轮枝状镰刀菌的抑制活性均达到80%以上，菌株DA4-4-1对黄芪根腐病的两种致病菌Fusarium oxysporum 和Fusarium solani的抑菌率分别可达34.6%和32.4%；建立了河西走廊盐碱土壤放线菌种质资源库，为后续资源开发研究提供了菌种保障。