白云鄂博稀土矿放线菌多样性及生物活性研究

Actinomycetes are one of important microbial resources which can produce bioactive metabolites. Obtaining new Actinobacteria materials from new sources can accelerate its exploitation and utilization programmes. Bayan Obo is so far the biggest rare earth mine in China even in the word which has rich special and abundant uncultured microorganisms reported in some researches. In the previous study, the actinobacterial community was very rich and the proportion of rare ones was large, which deserves study and exploitation further. In this project, Actinobacteria in rare earth mine from Bayan Obo would be explored systematicly. The diversity and distribution characteristic of actinobacteria would be investigated by the cultural-dependent and cultural-independent methods. Polyphasic taxonomy study would be carried out for the potential new strains. Through screening of bioactivities on the selected actinobacterial isolates, good and potential new microbial resources will be gotten. The performance of this project can provide new Actinobacteria materials and reference data for Actinomycetes sources exploitation and utilization. Moreover, the results may also give some experimental data to study, conservation and utilization of Bayan Obo rare earth mine and its microbial resources.

放线菌是一类能够产生大量生物活性物质、具有重要应用价值的微生物资源。从"新生境"中挖掘新的放线菌资源是加快其开发利用进度的有效策略。白云鄂博稀土矿是目前我国乃至世界发现的最大稀土矿，对于其中的微生物已有部分研究，结果显示其中存在大量特殊及未培养的微生物。我们的前期研究发现，白云鄂博稀土矿存在丰富的放线菌且稀有类群比例较大，是一类具有重要开发潜力的微生物生境。本课题拟对该地区放线菌资源进行系统研究，通过纯培养法和免培养法对该地区放线菌多样性开展研究；对可培养放线菌潜在新物种进行多相分类鉴定；通过检测纯培养放线菌的多种生物活性，挖掘一批新的活性放线菌资源。通过上述研究，为放线菌资源利用提供新菌源和参考资料，同时也为白云鄂博稀土矿及其微生物资源的研究、保护与利用提供实验依据。

放线菌作为微生物中的重要一员，与人类的生产和生活关系极为密切。普通环境放线菌的重复研究制约其研发进度，而针对稀土矿放线菌的研究较少。稀土矿作为一个独特的生境，很有可能为我们提供更有价值的菌种资源，同时为我们保护稀土矿，合理开发利用矿藏提供一个新思路。所以此次试验主要是对稀土矿（尾矿）中放线菌的分离和生物活性进行初步研究。本项目在探索稀土矿放线菌分离的基础上共分离获得321株放线菌，分属于9个亚目，22个科，37个属；利用平板透明圈法检测获得菌株的酶活，获得27株具有淀粉酶活性的菌株，16株具有纤维素酶活性的菌株，125株具有脂肪酶活性的菌株，68株具有蛋白酶活性的菌株；采用平板对峙法检测抗菌活性，获得17株有抗大肠杆菌活性的菌株，57株有抗枯草杆菌活性的菌株，41株有抗金黄色葡萄球菌的菌株，14株有抗绿脓杆菌活性的菌株，21株有抗黑曲霉活性的菌株，从这些数据来看，稀土矿放线菌具有显著的酶活性和潜在的抗菌活性，这对极端环境中的微生物资源利用提供了良好的前景。获得了两株具高蛋白酶活性的菌株，优化了其产酶条件、初探了其酶学性质；发现了4株潜在新物种，其中2个为新属；对样品进行了Illumina Miseq宏基因组测序，初步揭示了该地区微生物的群落组成特征。从这些数据来看，稀土矿放线菌具有显著的酶活性和潜在的抗菌活性，这对极端环境中的微生物资源利用提供了良好的前景。