塔克拉玛干沙漠放线菌多样性及其生防菌活性次生代谢产物挖掘

The microbial sources for modern medicine are turning to deep sea, desert, hot spring and Polar Regions. Takilamakan Desert, as the largest desert of China, is abundant in uncovered actinomycete resources. The biodiversity of actinomycetes in this area as well as its changes with time and space will be investigated by metagenomic method. At the same time, cultured strains will be isolated and screened for their antifungal activity against cotton wilt diseases. In addition the active compounds and their functional mechanism will be researched by modern chromatography and spectroscopy technology together with physiology and biochemistry method. It will provide a basic information about desert actinomycetes and a lot of strains and active compounds for the discovery of agro-antibiotics.

现代微生物药物研发的源头逐渐转移到深海、极地、热泉和沙漠等极端环境；我国最大的沙漠——塔克拉玛干沙漠蕴藏着大量的放线菌资源亟待探索。本项目拟以该区域的沙漠放线菌资源为研究对象， 采用454宏基因组测序的方法揭示不同时空下沙漠放线菌群落结构及其分布特点，收集沙漠放线菌本底资源及信息。同时结合可培养方法分离鉴定放线菌，并筛选拮抗棉花枯黄萎病菌的生防菌菌种资源，在此基础上进一步采用现代色谱学和波谱学相结合的方法分离鉴定活性次生代谢产物，揭示其作用机理，从而为农用抗生素在棉田中的应用提供参考。

深海、极地、热泉和沙漠等极端环境放线菌资源是现代微生物药物研发的宝库。本项目以塔克拉玛干沙漠放线菌为研究对象，采用宏基因组测序分析方法揭示不同时空下沙漠放线菌群落结构及其分布特点，同时分离鉴定拮抗棉花枯黄萎病菌的生防菌及其次生代谢产物。基于Illumina测序的免培养技术对塔克拉玛干沙漠不同经纬度、不同生境类型沙漠样品进行了较系统的生物多样性分析，揭示了沙漠内非植被区和植被区微生物的分布特点和差异性，总结了流动风沙、松散沉积物和胡杨、柽柳、骆驼蓬等多种沙漠植物根际微生物的多样性特点和分布规律。通过设计分离培养基和改进培养条件，从流动风沙、沙漠植物内生及根际环境分离鉴定16属136种1379株放线菌，其中放线菌潜在新物种32个，有效描述和发表新物种7个；筛选对棉花枯黄萎有强抑菌活性菌株33个；对11株塔克拉干沙漠放线菌放线菌进行了全基因组测序及其次级代谢产物生物合成基因簇分析，获得了拒霉素、特曲霉素和星孢菌素等活性化合物；发表SCI论文7篇；培养博士研究生1名，硕士研究生8名。