本文選題：金鐵鎖 + 放線菌　； 參考：《云南大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：金鐵鎖為石竹科,金鐵鎖屬,中國特有的單種屬植物；其根為珍貴的中藥材,為云南白藥、貴州金骨蓮膠囊等中藥的主要成份之一。因其野生資源分布狹窄,且中藥廠的原料主要依賴于野生資源,再加之長期無節(jié)制的挖掘使其物種數(shù)量急劇下降,現(xiàn)被定為國家珍稀瀕危二級保護植物。植物內(nèi)生菌和根際菌以其特殊的性質(zhì)和功效成為現(xiàn)在尋找替代藥源和新活性物質(zhì)的重要來源。本研究首次以金鐵鎖的根和根際土為研究對象,通過純培養(yǎng)的方法分析其內(nèi)生和根際放線菌群落多樣性和相關(guān)活性：并采用高通量測序方法對紅壤和沙壤中金鐵鎖的根、根際土和邊緣土以及無菌培養(yǎng)組培苗根的原核微生物群落變化規(guī)律進行了較為系統(tǒng)地研究和分析,其主要結(jié)果如下：從源自4個地方的金鐵鎖根系中共分離獲得182株放線菌,分屬于8個亞目、13個科和21個已知屬和1個潛在新屬,其中鏈霉菌為優(yōu)勢菌群,其后依次為諾卡氏菌屬(Nocardia)、分枝桿菌屬(Mycobacterium)和小單孢菌屬(Micromonospora)。從源自6個地方的金鐵鎖根際土中分離獲得488株放線菌,分屬于放線菌10個亞目、17個科和40個屬。其中鏈霉菌屬(Streptomyces)仍為優(yōu)勢菌群,其后依次為韓國生工菌屬(Kribbella)和小單孢菌屬(Micromonospora)。根內(nèi)生菌多樣性最豐富的為麗江,最差的為香格里拉；而根際菌多樣性最豐富的為香格里拉,最差的為二南隊。從源自4個相同地方的根及根際土中共分離獲得435株放線菌,隸屬于10個亞目和38個屬；同時發(fā)現(xiàn),源自金鐵鎖根系的8個亞目均包含于其根際土中,而兩者共有屬的比值卻僅為34.2%�；贛iseq高通量測序結(jié)果表明,金鐵鎖根、根際土及邊緣土內(nèi)微生物非常豐富,從源自紅壤6個地方54個樣品中共檢測到44個門和330個屬,根、根際土和邊緣土分別檢測到26、43和37個門和212、255和238個屬,特有門類分別為0、4和1個,特有屬分別為42、31和24個,特有優(yōu)勢屬為19、4和1個。從源自沙壤土4個地方36個樣品中共檢測到了43個門291個屬。根、根際土和邊緣土分別檢測到29、38和36個門和195、213和215個屬,各自獨有門為2、1和5個,各自獨有屬類高達44、16和20個；特有的優(yōu)勢屬類分別為9、1和4個；在紅壤和沙壤的根、根際土及邊緣土三者之間存在顯著性差異的各級微生物類群分別為337和372個。由上述結(jié)果可知雖然根內(nèi)菌多樣性小于土壤,但特有屬類群卻最多,再次表明植物材料的特殊性；而金鐵鎖野生種內(nèi)的微生物多樣性高于栽培種,再次顯示微生物分布具有宿主特異性。另外,在無菌培養(yǎng)的組培苗中也注釋到了豐富的微生物類群,分屬于14個門和112屬,同時發(fā)現(xiàn)其內(nèi)微生物組成與室外根系存在非常大的差異。沙壤和紅壤金鐵鎖的根、根際土及邊緣土內(nèi)微生物豐度和多樣性在門級水平上較為相似,但在屬級水平上有較大的區(qū)別,在所有樣品中,Proteobacteria門為最大優(yōu)勢門類；第二、三大優(yōu)勢門在植物根內(nèi)生菌中為Firmicutes和Actinobacteria,而在根際土和邊緣土中則為Actinobacteria 和 Acidobacteria。紅壤和沙壤根樣品中優(yōu)勢屬優(yōu)勢程度依次為為Staphylococcus、 Bacillus和Rhodoplanes;而在土壤微生物中,主要優(yōu)勢屬類群所占相對比例顯著小于內(nèi)生,且在紅壤和沙壤中屬類有較大不同,紅壤土的優(yōu)勢屬依次均為Rhodoplanes、DA101和Candidatus Xiphinematobacter;而沙壤土則為Rhodoplanes和Kaistobacter。純培養(yǎng)和免培養(yǎng)試驗結(jié)果表明,土壤內(nèi)微生物豐度和多樣性均明顯高于植物內(nèi)生,根內(nèi)與土壤微生物之間存在較大的關(guān)聯(lián)性以及微生物分布具有宿住異質(zhì)性。相對而言,免培養(yǎng)所注釋到的放線菌無論在物種多樣性上還是在數(shù)量上均遠遠大于純培養(yǎng),但免培養(yǎng)并不能檢測到所有純培養(yǎng)微生物,源自于純培養(yǎng)40%左右的屬類物種在免培養(yǎng)中均未被檢測到；同時,純培養(yǎng)中最大優(yōu)勢屬類均為鏈霉菌(Streptomyces),而免培養(yǎng)的根系和根際土的最大優(yōu)勢屬則分別為Pseudonocardia和Mycobacterium 。在所有樣品中預(yù)測到了豐富的功能基因,其相對豐度在總體上為土壤微生物高于根內(nèi)生微生物；并且預(yù)測到了金鐵鎖主要藥用成份五環(huán)三萜皂苷合成中的一些關(guān)鍵酶的功能基因,表明金鐵鎖內(nèi)生或根際微生物可能也具有產(chǎn)與植物體相同的代謝產(chǎn)物五環(huán)三萜皂苷的潛能。相對其它因子來說,在10個土壤理化因子中,Ca2+和pH值兩因子對土壤微生物的分布起到主要的正相關(guān)作用。對3個候選新分類單元進行了多相分類研究,并確定了其精確的分類地位。菌株YIM TG2190為諾卡氏菌屬的一個新種,命名為Nocardia zhihengii sp. nov.;菌株YIM DR1091為類諾卡氏菌屬一個新種,命名為內(nèi)生類諾卡氏菌(Nocardioides intraradicalis sp. nov.);而YIM DR4008為鏈霉菌科一個新屬,命名為類鏈霉菌屬(Allostreptomyces gen. nov.),其典型種為金鐵鎖類鏈霉菌(Allostreptomyces psammosilenae sp. nov.)。通過對所分離的92株內(nèi)生放線菌和111株根際放線菌進行的抑制病原菌及酶活性檢測,從中篩選了一批抗菌活性強和酶活性高的放線菌菌株。本研究揭示了金鐵鎖根及根際土蘊藏著大量豐富的微生物種質(zhì)資源以及植物體與其承載體內(nèi)微生物之間具有較大的關(guān)聯(lián)性,同時豐富的純培養(yǎng)放線菌物種和功能菌株的篩選不僅有利于為后續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及工業(yè)應(yīng)用提供寶貴的菌種資源,而且對金鐵鎖的栽培種植與保護開發(fā)具有一定的理論指導(dǎo)和實際應(yīng)用價值。
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【學(xué)位授予單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S567.239;S182
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本文編號：1763295