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生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2013年第3期
从微生物代谢产物中寻找控制有害生物的生
物农药是新农药研究的一个重要方向 [1]。随着环境
保护、绿色食品及农业可持续发展的需要，农用抗
生素作为低毒低残留的生物农药日益受到人们的重
视 [2]。目前，从微生物中发现的大约 8 000 种生物活
性物质中近 70% 是由放线菌产生的 [3]。
T151 是从土壤中分离纯化得到的一株具有抑菌
活性的放线菌，为了研究该菌株是否具有潜在生防
利用价值和田间应用前景，我们对发酵液中活性代
谢产物的抑菌作用范围及其在不同条件下抑菌活性
的稳定性作了初步分析，旨在为 T151 的进一步研究
和应用提供理论指导。
收稿日期 ：2012-09-29
作者简介 ：李晓凤，女，硕士研究生，研究方向 ：生态学 ；E-mail ：1061464181@qq.com
通讯作者 ： 唐选明，男，副研究员，研究方向 ：食品科学 ；E-mail ：tangxuanming@caas.net.cn
赵仲麟，男，博士，副教授，研究方向 ：蛋白质工程，化学生物学 ；E-mail ：rayzzl@163.com
一株拮抗放线菌 T151 的鉴定及其抑菌
活性物质分析
李晓凤1 李淑英1 聂莹1 杜欢1 杨帆2 童大磊1 韦日清1 赵仲麟3 唐选明1
（1. 中国农业科学院农产品加工研究所，北京 100193 ； 2. 内蒙古农业大学，呼和浩特 010018 ； 3. 河南农业大学理学院，郑州 450002）
摘 要 ： 对一株从海南土壤样品中分离得到的放线菌 T151 进行初步鉴定，分析其代谢产物的抑菌活性。通过扫描电镜形态
观察和 16S rDNA 序列分析，初步鉴定该菌株为链霉菌属新种。抑菌活性分析表明，该菌发酵液对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和根霉
均有抑制作用 ；发酵液的稳定性分析表明活性成分在 100℃处理 30 min，pH5-11 仍保留很强的抑菌活性。
关键词 ： 放线菌 16S rDNA 链霉菌属 抑菌活性
Preliminary Study for Antimicrobial Activity and Identification of
Antagonistic Actinomyces T151
Li Xiaofeng1 Li Shuying1 Nie Ying1 Du Huan1 Yang Fan2 Tong Dalei1 Wei Riqing1 Zhao Zhonglin1 Tang Xuanming1
（1. Institute of Agro-products Processing Science and Technology，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100193 ； 2. Inner
Mongolia Agricultural University，Huhhot 010018 ； 3. College of Sciences，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002）
Abstract: Actinomyces T151, isolated from soil in Hainan province, was identified and screened for antimicrobial activity. T151
was designated as a new strain of Streptomyces according to the observation of SEM morpholiogical and analysis of 16S rDNA sequence. Its
fermentation broth exhibited inhibition effect against Escherichia coli, Bacillus subtilis and Rhizopus. The fermentation broth was still owned high
antimicrobial activity under 100℃ for 30 min or pH5-11.
Key words: Actinomyces 16S rDNA Streptomyces Antimicrobial activity
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 菌种来源 放线菌 T151 本实验室从海南海
口市郊的土壤中分离得到 ；指示菌 ：枯草芽孢杆菌
（Bacillus subtilis）、大肠杆菌（Escherichia coli）和根
霉（Rhizopus）均由本实验室保存。
1.1.2 仪 器 恒 温 培 养 振 荡 器（ZHWY-200H， 上
海智城分析仪器制造有限公司）、电热恒温培养箱
（DHP-9082 型，上海一恒科学仪器有限公司）、立式
压力蒸汽灭菌锅（YXQ-LS-50A，上海博迅实业有限
公司医疗设备厂）、三目生物显微镜（XSP-BM10A，
上海光学仪器六厂）、大型离心机（CR22G Ⅱ，日
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第3期172
本日立）、透射电子显微镜（H-T500，日本日立）。
1.1.3 培养基 根霉培养基 ：PDA 培养基。枯草芽
孢杆菌和大肠杆菌培养基 ：LB 培养基。T151 发酵
培养基 ：淀粉 2%、黄豆饼粉 0.2%、大米粉 0.2%、
葡萄糖 0.5%、酵母粉 0.2%、KNO3 0.2%、NaCl 0.1%、
K2HPO4 0.1%、MgSO4 0.05%、CaCO3 0.3%。 所 有 培
养基均在 120℃下灭菌 40 min 备用。
1.2 方法
1.2.1 菌种鉴定 形态学鉴定 ：采用埋片法 [4] 在发
酵培养基上培养菌株 T151，用光学显微镜和扫描电
子显微镜观察拍照。分子生物学鉴定 ：提取 T151 的
基因组，放线菌 16S rDNA 扩增引物及方法参照文
献 [5]，扩增片段送 Invitrogen 公司测序。测序结果
在 NCBI 网站利用 Blast 进行比对，调出相似序列，
用 Clustal X1.83 和 MEGA 3.1 软件构建系统发育树 [6]。
1.2.2 抑菌活性分析 采用管碟法 [3，7-9]，分别以大
肠杆菌，枯草芽孢杆菌和根霉为指示菌，测定 T151
发酵液的抑菌活性。试验重复 3 次，以十字交叉法
测量抑菌圈直径大小。
1.2.3 发酵液活性物质稳定性分析 以枯草芽孢杆
菌为指示菌，采用管碟法测定发酵液在不同条件下
处理后的抑菌活性，根据抑菌圈直径的改变确定其
稳定性 [3，9-11]。
热稳定性分析 ：各取发酵液 2 mL，分别置于
80℃、90℃、100℃ 和 110℃ 条 件 下 加 热 20 min 和
30 min，测抑菌活性，试验重复 3 次。
酸碱稳定性分析 ：各取 5 mL 发酵液，分别用
1 mol/L 的 HCl 或 1 mol/L 的 NaOH 调节 pH，分别调
到 pH 为 3、5、7、9、11 和 12，并放置于冰箱 4℃，
12 h，然后将各 pH 调回 7 左右，测抑菌活性，试验
设 3 个重复。
2 结果
2.1 T151菌种鉴定结果
2.1.1 形态特征 T151 菌落紧密、多皱，菌丝体呈
淡紫灰色。如图 1 所示，光学显微镜下菌丝体呈直
立或柔曲。如图 2 所示，扫描电镜下其孢子丝呈链
状直丝，孢子表面光滑无突起，孢子呈圆柱状两端
方正平滑，参照《链霉菌鉴定手册》，该菌株总体表
现为链霉菌属特点。
2.1.2 16S rDNA 序 列 分 析 及 系 统 发 育 构 建 PCR
扩 增 所 得 T151 菌 株 16S rDNA 全 长 1 486 bp， 将
T151 的 16S rDNA 测序结果经 Blast 比对，与 T151
菌株 16S rDNA 同源性较高的菌株均为链霉菌属放
线菌，从中选择 15 条同源性高于 99% 的 16S rDNA
序列构建系统发育树，如图 3 所示，T151 菌株与
Streptomyces sp. SHXFF-2 partial 在同一分枝上，结合
菌株形态特征，初步鉴定 T151 为链霉菌新种。
2.2 T151发酵液抑菌活性分析
从表 1 可以看出，T151 的发酵产物对 3 种指示
菌均有明显的抑菌活性。对 G- 细菌大肠杆菌的抑
菌效果最好，抑菌圈面积为 593.66 mm2 ；其次为 G+
细菌枯草芽孢杆菌，抑菌圈面积达到 490.63 mm2 ；
对真菌根霉也有明显的抑制作用，抑菌圈面积为
200.96 mm2。
2.3 T151发酵液的稳定性分析
2.3.1 热稳定性 如图 4 所示，随着对 T151 发酵液
处理温度的升高，处理时间的延长，抑菌圈直径减
小。菌株 T151 发酵液分别在 80℃、90℃和 100℃处
图 1 T151 光学显微镜形态观察
图 2 T151 电子显微镜形态观察
2013年第3期 173李晓凤等 ：一株拮抗放线菌 T151 的鉴定及其抑菌活性物质分析
理 20 和 30 min，抑菌活性变化不是很大 ；而发酵液
在 110℃条件下处理 20 min 后，抑菌活性大幅度降
低，处理 30 min 后活性消失。以上结果表明，T151
发酵液在 80-100℃内相对稳定性，而当温度升高到
110℃时，稳定性急剧下降。
3 讨论
随着对土壤放线菌代谢特性的深入研究，以及
分离和培养方法的进一步改进，越来越多的土壤放
线菌将得到分离，土壤放线菌丰富的多样性将不断
地被揭示。链霉菌一直被认为是产生各种抗生素的
主要来源。遗传多样性分析表明，链霉菌属可产生
的抗生素约有上万种，而目前发现的只是很小一部
分。随着微生物对已有抗生素抗药性的增加，人类
对新的药物资源的需求越来越迫切。但随着已经发
现的微生物源化合物数量的增加，从普通环境中分
离筛选新的活性物质产生菌的难度日益上升。可见，
从土壤环境中筛选稀有菌种已经成为当前微生物资
源开发利用的重要研究课题。
本研究所用放线菌 T151 是从海南海口市郊的土
壤中分离得到，综合形态学特征和分子生物学鉴定，
该菌株属于链霉菌属。抑菌试验结果表明，该菌株
T151
Streptomyces sp. SHXFF-2 partial
Streptomyces maritimus
Actinomycetales bacterium XJSS-17
Actinomycetales bacterium XJSS-01
Actinomycetales bacterium XJSS-67
Streptomyces sp. 102P41-1a
Streptomyces sp. 3194
Uncultured Streptomyces sp. clone ASC767
Streptomyces sp. 12
Streptomyces sp. NEAU-L11
Streptomyces enissocaesilis strain NRRL B-16365
Streptomyces sp. B5W22-2
Streptomyces sp. NEAU-Da4
Streptomyces rochei strain A-1
Uncultured Streptomyces sp. clone neau-D50
图 3 T151 的系统发育树
表 1 T151 发酵液对 3 种指示菌的抑制效果
菌种
抑菌圈面积（mm2）
大肠杆菌 枯草芽孢杆菌 根霉
T151 发酵液 593.66 490.63 200.96
600
500
400
300
200
100
0
80ᇔ ༴⨶ᓖ ć 90 100 110
ᣁ㧼
സ䶒
〟 m
m
2
20 min 30 min
图 4 T151 发酵液的热稳定性
2.3.2 酸碱稳定性 如图 5 所示，T151 发酵液在
pH5-11 条件下抑菌活性比较稳定，抑菌圈直径几乎
没有变化，而 pH 在 3 和 12 时，抑菌效果明显降低，
特别是在碱性环境下。说明 T151 发酵液中活性成分
对强酸强碱的稳定性较差。
400
300
200
100
150
50
0
0 2 4 6 8 10 12
250
350
pH٬
ᣁ㧼
സ䶒
〟 m
m
2
图 5 T151 发酵液的酸碱稳定性
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第3期174
发酵液具有广谱的抗菌活性，对 G+ 细菌、G- 细菌
和真菌均有较强的抑制作用，并且对细菌的抑菌作
用强于对真菌的抑菌作用。稳定性分析表明，发酵
液中具有抗菌作用的活性成分对热、酸碱具有极强
的稳定性，这些研究对于活性物质的进一步分离、
纯化、结构解析和功能研究等提供了理论依据。
后续研究中，还有待对该菌种进行系统的鉴定；
还需要分离纯化活性成分，对活性成分进行鉴定和
系统的抗菌谱研究等。
4 结论
T151 的形态学观察表明，该菌株具有典型的
链霉菌属特征 ；16S rDNA 鉴定结果证实，该菌株与
Streptomyces sp. SHXFF-2 partial 处于同一分枝上，是
链霉菌属新种 ；发酵液的抗菌活性研究表明，T151
的发酵液具有较强的抗菌活性，该菌株对 G+ 细菌枯
草芽孢杆菌、G- 细菌大肠杆菌和真菌根霉均有较强
的抑制作用 ；稳定性分析表明，T151 发酵液具有较
强的热、酸碱稳定性，具有较强的可操作性。
参 考 文 献
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（责任编辑 马鑫）