全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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摇 摇 第 猿源卷 第 员员期摇 摇 圆园员源年 远月摇 渊半月刊冤
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
土壤大孔隙流研究现状与发展趋势 高朝侠袁徐学选袁赵娇娜袁等 渊圆愿园员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
能源基地生态修复
我国大型煤炭基地建设的生态恢复技术研究综述 吴摇 钢袁魏摇 东袁周政达袁等 渊圆愿员圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
国家大型煤电基地生态环境监测技术体系研究要要要以内蒙古锡林郭勒盟煤电基地为例
魏摇 东袁全摇 元袁王辰星袁等 渊圆愿圆员冤
噎噎噎噎噎噎噎噎噎
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于 阅孕杂陨砸模型的国家大型煤电基地生态效应评估指标体系 周政达袁王辰星袁付摇 晓袁等 渊圆愿猿园冤噎噎噎噎
西部干旱区煤炭开采环境影响研究 雷少刚袁卞正富 渊圆愿猿苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
露天煤矿区生态风险受体分析要要要以内蒙古平庄西露天煤矿为例 高摇 雅袁陆兆华袁魏振宽袁等 渊圆愿源源冤噎噎噎
草原区矿产开发对景观格局和初级生产力的影响要要要以黑岱沟露天煤矿为例
康萨如拉袁牛建明袁张摇 庆袁等 渊圆愿缘缘冤
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
三七对土壤中镉尧铬尧铜尧铅的累积特征及健康风险评价 林龙勇袁阎秀兰袁廖晓勇袁等 渊圆愿远愿冤噎噎噎噎噎噎噎
某焦化场地土壤中多环芳烃分布的三维空间插值研究 刘摇 庚袁毕如田袁权摇 腾袁等 渊圆愿苑远冤噎噎噎噎噎噎噎噎
个体与基础生态
杉木人工混交林对土壤铝毒害的缓解作用 雷摇 波袁刘 摇 彬袁罗承德袁等 渊圆愿愿源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于 啄员缘晕稳定同位素分析的人工防护林大型土壤动物营养级研究 张淑花袁张雪萍 渊圆愿怨圆冤噎噎噎噎噎噎噎
铅镉抗性菌株 允月员员强化植物对污染土壤中铅镉的吸收 金忠民袁沙摇 伟袁刘丽杰袁等 渊圆怨园园冤噎噎噎噎噎噎噎
陕北地区石油污染土壤中不动杆菌属的筛选尧鉴定及降解性能 王摇 虎袁吴玲玲袁周立辉袁等 渊圆怨园苑冤噎噎噎噎
祁连山高山植物根际土放线菌生物多样性 马爱爱袁徐世健袁敏玉霞袁等 渊圆怨员远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
新疆沙冬青 粤酝和 阅杂耘真菌的空间分布 姜摇 桥袁贺学礼袁陈伟燕袁等 渊圆怨圆怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
聚糠萘水剂对不同积温带玉米花后叶片氮同化的影响 高摇 娇袁董志强袁徐田军袁等 渊圆怨猿愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎
内蒙古河套灌区玉米与向日葵霜冻的关键温度 王海梅袁侯摇 琼袁云文丽袁等 渊圆怨源愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
四种类型栓皮栎栲胶含量 尹艺凝袁张文辉袁何景峰袁等 渊圆怨缘源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
食物胁迫对翅二型丽斗蟋飞行肌和繁殖发育的影响 吴红军袁赵吕权袁曾摇 杨袁等 渊圆怨远猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
颜色对梨小食心虫产卵选择性的影响 杨小凡袁马春森袁范摇 凡袁等 渊圆怨苑员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
缓释单萜类挥发物对落叶松毛虫行为及落叶松主要防御蛋白的影响 林摇 健袁刘文波袁孟昭军袁等 渊圆怨苑愿冤噎噎
种群尧群落和生态系统
黄土丘陵沟壑区不同植被恢复格局下土壤微生物群落结构 胡婵娟 袁郭摇 雷 袁刘国华 渊圆怨愿远冤噎噎噎噎噎噎
刺参池塘底质微生物群落功能多样性的季节变化 闫法军袁田相利袁董双林袁等 渊圆怨怨远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于 阅郧郧耘技术的茯砖茶发花过程细菌群变化分析 刘石泉袁胡治远袁赵运林 渊猿园园苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
景观尧区域和全球生态
中国区域间隐含碳排放转移 刘红光袁范晓梅 渊猿园员远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
西南地区退耕还林工程主要林分 缘园年碳汇潜力 姚摇 平袁 陈先刚袁周永锋袁等 渊猿园圆缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
青海湖流域草地植被动态变化趋势下的物候时空特征 李广泳袁李小雁袁赵国琴袁等 渊猿园猿愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎
黑龙江省温带森林火灾碳排放的计量估算 魏书精袁罗碧珍袁孙摇 龙袁等 渊猿园源愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
三峡库区森林植被气候生产力模拟 潘摇 磊袁肖文发袁唐万鹏袁等 渊猿园远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
三峡水库支流拟多甲藻水华的形成机制 朱爱民袁李嗣新袁胡摇 俊袁等 渊猿园苑员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
流域库坝工程开发的生物多样性敏感度分区 李亦秋袁鲁春霞袁邓摇 欧袁等 渊猿园愿员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
城乡与社会生态
基于集对分析的京津冀区域可持续发展协调能力评价 檀菲菲袁张摇 萌袁李浩然袁等 渊猿园怨园冤噎噎噎噎噎噎噎噎
江西省自然保护区发展布局空缺分析 黄志强袁陆摇 林袁 戴年华袁等 渊猿园怨怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
鄱阳湖生态经济区生态经济指数评价 黄和平袁彭小琳 袁孔凡斌袁等 渊猿员园苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于有害干扰的中国省域森林生态安全评价 刘心竹袁米摇 锋袁张摇 爽袁等 渊猿员员缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢猿圆愿鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢猿缘鄢圆园员源鄄园远
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封面图说院 三峡库区森林植被要要要三峡地区属亚热带区域袁山高坡陡尧地形复杂尧物种丰富袁森林是其最重要的自然资源之一袁
其面积占到库区总面积的 猿苑豫左右袁库区内现有森林可初步分为 圆 个植被型组袁愿 个植被型袁员愿 个群系组袁源源 个群
系袁员园圆个群丛袁主要树种有马尾松尧杉树尧柏树等袁低海拔处多为落叶阔叶林尧常绿阔叶林袁较高海拔分布有针阔混交
林尧针叶混交林尧灌木林等袁人工林主要有经济林尧竹林等遥 对三峡库区森林气候生产力进行模拟袁分析库区森林植
被的生产力并进行预测袁可以为三峡库区的生态建设决策提供科学依据遥
彩图及图说提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援糟燥皂
第 34 卷第 11 期
2014年 6月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.11
Jun.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家基础研究和发展计划(2013CB429904);国家自然科学基金(40871041,31170371);甘肃省科技支撑计划(2009GS03292)
收稿日期:2013鄄06鄄10; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄02鄄24
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: zhangxinfang@ lzu.edu.cn
DOI: 10.5846 / stxb201306101586
马爱爱,徐世健,敏玉霞,王鹏,汪亚娟,张新芳.祁连山高山植物根际土放线菌生物多样性.生态学报,2014,34(11):2916鄄2928.
Ma A A, Xu S J, Min Y X, Wang P, Wang Y J, Zhang X F.Phylogenetic and physiological diversity of actinomycetes isolated from plant rhizosphere soils
in the Qilian Mountains.Acta Ecologica Sinica,2014,34(11):2916鄄2928.
祁连山高山植物根际土放线菌生物多样性
马爱爱1,2,徐世健1,敏玉霞1,王摇 鹏1,汪亚娟1,张新芳1,*
(1. 兰州大学生命科学学院细胞活动与逆境适应教育部重点实验室, 兰州摇 730000;2. 西北民族大学生命科学与工程学院, 兰州摇 730030)
摘要:从祁连山老虎沟不同海拔位点的 15种植物根际土中培养得到 78株特异表型放线菌,并结合菌体形态、生理代谢特征、抗
菌活性及 16S rDNA序列对其生理及系统发育多样性进行了研究。 结果表明,分离菌株分属于链霉菌属(Streptomyces spp.)(73
株)、诺卡氏菌属(Nocardia spp.)(4株),另有 1株与 GenBank 中同源性最高的菌株 Micromonospora saelicesensis 相似性达 92%,
为 1潜在新种。 链霉菌属为主要类群,占分离菌株的 93.6%,该属菌株在 5个海拔位点的 15种植物根际土中均有分布,但存在
海拔位点、植物种类的差异性和特异性;诺卡氏菌属的菌株仅见于海拔 2200 m的猪毛菜、海拔 2800 m的钉柱萎陵菜和 3800 m
处的甘肃蚤缀根际土中;1潜在新种分离自海拔 2200 m处的沙生针茅根际土。 次级代谢物产生和拮抗性筛选研究结果表明:
H2O2酶、脂酶 2 (Tween鄄40)、脲酶、蛋白酶、脂酶 3 (Tween鄄80)、淀粉酶、H2S、脂酶 1 (Tween鄄 20)、可溶性色素及有机酸这 10类
次级代谢物产生菌分别占供试菌株的 89.7%、82.1%、70.5%、62.8%、53.8%、52.6%、48.7%、44.9%、32.1%和 17.9%,其中,淀粉
酶、脂酶 1、色素和有机酸仅由链霉菌产生;有 29株放线菌对参试人类病原菌具有抑制作用,占供试菌株的 37.2%,分布于 5 个
海拔位点的 12种植物根际土,其中,从药用植物甘肃黄芪和四裂红景天根际土中分离到的抗性菌株占拮抗性放线菌总数的
60%。 研究表明,高山地区植物根际土放线菌资源丰富,菌株生理功能多样,是新放线菌种和生物活性物质的重要资源库。
关键词:放线菌;多样性;生理活性;植物根际土;祁连山
Phylogenetic and physiological diversity of actinomycetes isolated from plant
rhizosphere soils in the Qilian Mountains
MA Aiai1, 2, XU Shijian1, MIN Yuxia1, WANG Peng1, WANG Yajuan1, ZHANG Xinfang1,*
1 Key Laboratory of Cell Activities and Stress Adaptations, Ministry of Education, School of Life Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China
2 Life Science and Engineering College of Northwest University for Nationalities, Lanzhou 730030, China
Abstract: Actinomycetes are important producers of bio鄄active metabolites, including antibiotics, plant growth factors,
enzyme inhibitors and many other beneficial compounds. Alpine extreme habitats that contain low temperature鄄, anoxia鄄,
and stress鄄adapted plants, and rhizosphere soils may harbor novel actinomycete strains with unique metabolic characteristics
and new secondary metabolites. The Laohugou Valley of the Qilian Mountains, in the northeastern of the Tibetan Plateau, is
characterized by its high elevation (>2000 m) and a distinct vertical distribution of vegetation types, ranging among desert
steppe at 2200 m, mesophorbium at 2800 m, alpine shrub at 3350 m, alpine meadow at 3800 m, and alpine cold鄄desert at
4200 m. However, little is known about the diversity and distribution of actinomycetes in these habitats. Thus, we analyzed
15 rhizosphere soil samples from different vegetation types at increasing altitudes in Laohugou Valley to investigate the
diversity and physiological characteristics of actinomycetes. We recovered 78 strains of actinomycetes with representative
phenotype using glycerin arginine medium with potassium dichromate and penicillin. The morphology of colony hypha, small
subunit 16S rRNA sequences, phylogenetic relationships, and physiological heterogeneity of these isolates were determined.
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The results revealed that 73 strains were closely related to Streptomyces spp. (93.6% of all isolates), which grouped into 21
species. Streptomyces spp. were found in all samples, where the abundance and diversity varied at different altitudes among
rhizosphere soils. The highest diversity of Streptomyces spp. was found in the rhizosphere soil of Astragalus licentianu at 4200
m and the lowest in the rhizosphere soil of Poa annua at 3800 m. Four isolates (5.1% of all isolates) in the genus Nocardia
were found in the rhizosphere soils of Salsola collina at 2200 m, Potentilla saudersiana at 2800 m and Arenaria kansuensis at
3800 m. We also isolated a strain from the rhizosphere soil of Stipa glareosa at 2200 m which shared 92% sequence
similarity to its nearest match Micromonospora saelicesensis from database, indicating that it might be a new actinomyces
species. The physiological analyses of the isolates indicated that strains producing catalase, lipase 2 (Tween鄄40), urease,
proteinase, lipase 3 (Tween鄄80), amylase, H2S, lipase 1 (Tween鄄20), diffusible pigment and organic acids accounted for
89.7%, 82.1%, 70.5%, 62.8%, 53.8%, 52.6%, 48.7%, 44.9%, 32.1% and 17.9% of the total actinomycetes isolates,
respectively. Amylase, lipase 1, pigments and organic acid were produced only by Streptomyces isolates. The antimicrobial
resistant patterns of the isolates were tested with Escherichia coli (ATCC 25922), Staphylococcus aureus (ATCC 25923),
Candida albicans (ATCC 66415), and a Pseudomonas aeruginosa strain isolated from clinical sputum. The results showed
that 29 strains isolated from the rhizosphere soils of 12 plants at different altitudes exhibited antimicrobial activity, i. e.,
37郾 2% of the total isolates. The isolates from the rhizosphere soils of two medicinal plants ( Astragalus licentianu and
Rhodiola quadrifida) comprised 60% of the total antimicrobial strains. The distinct antibiotic resistant patterns and
physiological traits were detected among strains within the identical species. Our results suggested that the rhizosphere soils
of alpine plants in the Qilian Mountain may be potential sources of new actinomycetes strains with novel bioactive
compounds.
Key Words: actinomycetes; diversity; physiological activity; plant rhizosphere soils; Qilian Mountain
摇 摇 微生物的次生代谢产物如色素、抗生素、胞外水
解酶,包括脂酶、蛋白酶、淀粉酶、支链淀粉酶、木聚
糖酶等在食品、医药、农业、化工等领域具有广泛的
应用价值[1鄄3]。 在已被利用的微生物源活性物质中,
放线菌来源的占 70%[4],因而,放线菌是产生物活性
物质的重要微生物类群。 近年来,随着耐药病原菌
增多、天然活性化合物发现速率不断降低,以及从特
殊生境中寻找产新型生物活性化合物放线菌的兴
起,对植物根际土放线菌多样性及其代谢产物的研
究正逐渐受到人们的关注[5]。
植物根际与其周围的土壤微域构成一个特殊的
微生态环境[6],在此环境中,根际土微生物与植物体
进行着活跃的交流:一方面植物体通过产生根际分
泌物来选择性保留一些微生物,如研究发现姜黄属
植物根际可分泌一种抗菌活性物质,该物质能促进
其根际土放线菌的生长,而对其它土壤细菌和真菌
却具有抑制性[7鄄8];另一方面根际土放线菌通过将游
离态的氮硫化合物(如氨、H2 S)转换为稳定的可被
植物体吸收的形式,或合成一些分子物质如酶类、有
机酸等,对植物体的生理代谢产生一定影响[9]。 此
外,Goodfellow等[10]研究发现,植物根际土中的放线
菌可产生一些抗菌活性物质,如可降解真菌细胞壁
的酶类,如几丁质酶、蛋白酶或其他抑菌化合物,从
而保护植物免受病原菌的侵害;我国研究人员将从
苜蓿根际土中分离获得的细黄链霉菌( Streptomyces
microflavus)制成“5406冶抗生菌,用于保护棉花作物
免受一些土壤真菌的侵害[11]。 Intra 等[12]从果园植
物根际土中分离到抗炭疽病菌的放线菌, Suzuki
等[13]也发现植物根际土放线菌可产生生物活性化
合物。 研究还表明,植物根际土放线菌的数量是非
根际土的 2 倍[14],因此,植物根际土放线菌是新型
抗生素或其它生物活性物质的重要来源。
高山植物根际土放线菌不仅与其所在植物密切
相关,而且因长期处于高寒、低压、缺氧、强辐射等极
端恶劣环境条件下,在适应环境的过程中形成独特
的生理代谢机制,具有产生特殊生物活性化合物的
潜能。 如张新军等[15]在研究藏东南色季拉山海拔
4000多米的高寒植物长鞭红景天根际土微生物时发
现,一些根际促生菌(包括放线菌)通过产生次生代
谢物如几丁质酶、酸等,使长鞭红景天能够更好的适
7192摇 11期 摇 摇 摇 马爱爱摇 等:祁连山高山植物根际土放线菌生物多样性 摇
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应高海拔、低气压、高辐射、温差大的恶劣环境;在国
外,有研究人员发现,美国西部高海拔 2273—2364 m
地区蒿属植物根际土中的一些放线菌具有广谱性抗
菌活性,是新型生物活性化合物潜在产生菌[16]。 这
些研究说明,高山植物根际土放线菌是特殊生物活
性物质的重要来源。 本文对采自祁连山老虎沟地区
不同海拔的 15 种植物根际土样中的放线菌生态分
布多样性及生理学特性进行了初步研究,其结果将
为高山植物根际土放线菌资源的研究和开发利用提
供科学依据。
1摇 材料与方法
1.1摇 采样点和采样区域概况
本研究土壤样品于 2010 年 8 月采自祁连山脉
西段老虎沟山区不同海拔、不同植被类型的植物根
际 ( 39毅 44. 706忆—39毅 29. 958忆 N, 96毅 11. 394忆—96毅
31郾 176忆 E;海拔在 2200—4200 m)。 研究区为典型
大陆性气候,老虎沟内 12号冰川是祁连山最大的复
式山谷冰川,受冰川及高山环境的影响,该地区年均
气温为-11.8 益,降水主要出现在 5—9月;同时,受高
海拔及地形的共同作用,老虎沟地区太阳总辐射年总
量达 6937.9 MJ / m2,沟内为低温多年冻土[17]。 区域内
植被类型按垂直带划分,主要有荒漠化草原带、高山
草原带、高山灌丛带、高山草甸带和高山寒漠带。
在上述 5个不同植被类型中,于各海拔采集 2—
4种、共 15种植物根际土样(表 1),以供放线菌的分
离分析。 植物根际土样的采集参照文献[8]进行,采
用三点混合法,取样过程严格无菌操作,采样工具用
过氧乙酸浸泡无菌处理,操作过程使用一次性无菌
手套,并佩戴口罩以防口腔细菌污染。
表 1摇 采样点基本概况
Table 1摇 Description of sampling sites
植被类型
Vegetation type
样点位置 Location of plots
纬 /经度
Longitude / Latitude (N / E)
海拔
Altitude / m
根际土来源
Rhizosphere soil source
土壤类型
Soil type
荒漠化草原 Desert steppe 39毅44.706忆 N蛐96毅11.394忆 E 2200
猪毛菜 Salsola collina
驼绒黎 Ceratoides latens
沙生针茅 Stipa glareosa
沙漠或荒漠灰钙土
Desert siegenite
高山草原 Mesophorbium 39毅37.950忆 N蛐96毅24.984忆 E 2800 甘肃黄芪 Astragalus licentianu钉柱萎陵菜 Potentilla saudersiana
亚高山草原灰钙土
Subalpine steppe siegenite
高山灌丛
Alpine shrub 39毅35.400忆 N蛐96毅26.100忆 E 3350
凤毛菊 Saussurea japonica
金露梅 Potentilla fruticosa
火绒草 Leontopodium leontopodoides
四裂红景天 Rhodiola quadrifida
季节冻土区
Seasonal frozen soil
高山草甸
Alpine meadow 39毅32.046忆 N蛐96毅30.282忆 E 3800
蛰状点地梅 Androsace umbellate
甘肃蚤缀 Arenaria kansuensis
葶苈 Draba nemorosa
早熟禾 Poa annua
高山寒漠
Alpine cold鄄desert 39毅29.958忆 N蛐96毅31.176忆 E 4200
甘肃黄芪 Astragalus licentianu
小甘菊 Cancrinia discoicea
多年冻土区
Permafrost soil
1.2摇 放线菌分离及形态学初步鉴定
15个土样风干后,于 120 益干热 1 h[18鄄19],并在
分离培养基中加入 75 滋g / mL 重铬酸钾和 2 滋g / mL
青霉素[19]。 采用甘油精氨酸培养基,稀释平板涂布
法进行放线菌的分离培养,常规方法计数、纯化和保
藏,以供后续分析研究。
根据形态和培养特征为主、生理生化特征为辅
的原则将分离菌株鉴定至属[20鄄21]。
培养特征:将菌株转接至高氏一号平板培养基
上,培养 7、15、30 d分别记录下述特征:菌落形态、孢
子堆颜色、可溶性色素颜色、气生和基内菌丝颜色。
形态特征:采用插片法,于培养 7、14、21 d,分别
取出盖玻片镜检,观察记录菌丝体特征。
生理生化特性测定:参照阮继生、黄英的测定方
法[21],主要进行了明胶液化、淀粉水解、硫化氢产生
等试验以对生理生化特征进行研究。
1.3摇 16S rRNA基因片段扩增及序列分析
1.3.1摇 菌体 DNA提取、PCR扩增和测序
菌体总 DNA 的提取参照 Orsini 等[22]和徐平
等[23] 的 方 法 进 行, 用 通 用 引 物 27 f ( 5忆鄄
8192 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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AGAGTTTGATCCTGGCTCAG鄄 3忆)、 1504 r ( 5忆鄄
TTAAGGATGGTGATGCCGCA鄄 3忆)扩增 16S rDNA 片
段。 PCR扩增条件为:95 益预变性 5 min;95 益变性
1 min,56 益退火 1 min,72 益延伸 2 min,共 30 个循
环;最后 72 益延伸 10 min。 16S rDNA扩增产物的测
序由北京华大基因生物公司完成。
1.3.2摇 数据分析
测序结果拼接后提交至美国国立生物技术信息
中心 ( National Center for Biotechnology Information,
NCBI) BLAST 在线比对,疑似嵌合的序列用 RDP
(Ribosomal Database Project)在线 Chimera Detection
程序检测 ( http: / / rep8. cme. msu. edu / cgis / chimera.
cgi? su =SSU)。 获取的相似性较高的菌株序列采用
Clustal W对序列进行遗传关系阵列比对后,使用
MEGA4. 0 软件的邻近相连法 ( Neighbor鄄joining
method)构建系统发育树。
1.3.3摇 序列登录号
本文所得到 16S rDNA 序列已提交至 GenBank
核酸序列库,登录号为 JQ838073鄄JQ838150。
1.4摇 分离菌次级代谢物产生及其拮抗活性测定
脂酶、脲酶、淀粉酶、H2O2酶、蛋白酶,以及 H2S、
有机酸的产生参照文献[21]进行。 此外,采用对峙培
养法[24] 测定了 78 株放线菌对大肠埃希氏菌
(Escherichia coli.,ATCC25922)、临床分离铜绿假单
胞菌 ( Pseudomonas aeruginosa)、金黄色葡萄球菌
(Staphylococcus aureus,ATCC25923)及白色念珠菌
(Candida albicans,ATCC66415)的拮抗性。 上述 4
株病原菌中,前两株代表革兰氏阴性菌,后两株分别
代表革兰氏阳性菌及真菌。 若供试放线菌的琼脂块
周围有抑菌圈产生,则表示该放线菌产生了抑制参
试靶标菌生长的活性物质。
2摇 结果与分析
2.1摇 分离菌生态分布多样性分析
2.1.1摇 分离菌在不同海拔位点的分布
本研究从不同海拔位点的 15 种植物根际土中
共得到 88 株放线菌,根据 16S rDNA 序列测定及菌
体表型初步分析,选取 78 株代表性菌株进行研究。
根据 菌 体 表 型 及 16S rDNA 序 列 测 定 发 现,
Streptomyces spp.为主要类群,占分离菌株的 93.6%,
该属菌株在 5 个海拔位点的 15 种植物根际土中均
有分布,且所占各海拔位点分离菌总数的比例
逸80%;Nocardia spp.占分离菌株的 5.1%,仅见于海
拔 2200 m的猪毛菜(QLS27和 QLS44)、海拔 2800 m
的钉柱萎陵菜 ( QLS42)和 3800 m 处的甘肃蚤缀
(QLS54)根际土中; 1 株潜在新属 Micromonospora
spp.的菌株分离自海拔 2200 m 处的沙生针茅
(QLS96)根际土(图 1)。
图 1摇 不同海拔位点分离菌群丰度变化
Fig. 1 摇 Relative abundance of three phylogenetic isolates at
increasing altitudes
结合 16S rDNA 序列、菌体形态及生理特征,所
分离 73株链霉菌可归为 21个种,其分布特点如图 2
所示:海拔 3350 m处种类最多,为 9种;3800 m处最
少,为 6 种;2200、2800、4200 m 居间,均为 8 种。 链
霉菌在不同植物根际土的分布为:4200 m 甘肃黄芪
根际土中分离种类最多,为 6种;3800 m早熟禾根际
土最少,仅 1种。 仅在海拔 2200 m 处的猪毛菜根际
土中分离到的菌种有 Streptomyces albolongus,沙生针
茅根际土中的分离菌种有 Streptomyces rectiviolaceus、
Streptomyces bottropensis;2800 m处钉柱萎陵菜根际土
中 分 离 到 的 有 Streptomyces bobili、 Streptomyces
specialis; 3350 m 处凤毛菊根 际土分离到的有
Streptomyces cyaneofuscatus、Streptomyces goshikiensis;3800
m处葶苈根际土中分离到的有 Streptomyces candidus、
Streptomyces aurantiacus;4200 m 处小甘菊根际土中
分离到的有 Streptomyces sporoverrucosus、Streptomyces
nojiriensis, 甘 肃 黄 芪 根 际 土 中 的 Streptomyces
cyaneogriseus。 此外, Streptomyces cavourensis 在 5 个
9192摇 11期 摇 摇 摇 马爱爱摇 等:祁连山高山植物根际土放线菌生物多样性 摇
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海拔位点均有分布(图 2)。
图 2摇 不同海拔位点链霉菌菌种分布
Fig.2摇 Distribution of Streptomyces strains at increasing altitudes
S.:Streptomyces链霉菌属;S. albolongus白长链霉菌;S. chryseus浅金链霉菌;S. microflavus细黄链霉菌;S. candidus纯白链霉菌;S. finlayi芬莱
链霉菌;S. bobili 包比利链霉菌;S. aureus 金色链霉菌;S. anulatus 环圈链霉菌;S. nojiriensis 野尻链霉菌;S. cavourensis 卡伍尔链霉菌;S.
aurantiacus橘橙链霉菌;S. cyaneofuscatus蓝微褐链霉菌;S. rectiviolaceus 直丝紫链霉菌;S. bottropensis 波卓链霉菌;S. agglomeratus 团孢链霉
菌;S. cyaneogriseus蓝灰链霉菌;S. sporoverrucosus孢疣链霉菌;S. goshikiensis五色链霉菌;S. enissocaesilis淡紫褐链霉菌;另外,S. specialis和 S.
durmitorensis未查到对应中文名
2.1.2摇 分离菌在植物根际土中的分布及系统进化
分析
图 3显示 Streptomyces spp.、Nocardia spp.和 1 潜
在新种三者之间的进化关系。 链霉菌属菌株的属内
进化关系如图 4所示,主要分为两大组(Group)。
组 1:分离自钉柱委陵菜根际土的菌株 QLS81
与 S.specialis聚为一支,相似性达 99%。
组 2:有 52 株分离菌与其在 GenBank 中同源性
最高的菌株形成独立分支,其中 42 株菌聚为 10 个
主要类群( Cluster) 。类群1,分离自甘肃黄芪根际
图 3摇 祁连山老虎沟植物根际土放线菌系统进化树
Fig.3摇 Partial Neighbour鄄joining tree based on nearly complete 16S rDNA sequences showing relationships between selected isolates and the
genera Streptomyces, Nocardia and Micromonospora系统发育树节间数字代表基于邻接法用再抽样分析所得 bootstrap值,仅显示 50%以上
值,比例尺代表每个碱基位置改变值; S.:Streptomyces链霉菌属;N.:Nocardia诺卡氏菌属;M.: Micromonospora小单孢菌属
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图 4摇 祁连山老虎沟植物根际土链霉菌系统进化树(@表示筛选出的拮抗性菌株)
Fig.4摇 Phylogenetic relationship of nearly complete 16S rRNA gene sequences of members of the genus Streptomyces isolated from plant
rhizosphere soils in the Laohugou of the Qilian Mountain, rooted using the 16S rDNA sequence of Streptomyces ambofaciens
系统发育树节间数字代表基于邻接法用再抽样分析所得 bootstrap值,仅显示 50%以上值,比例尺代表每个碱基位置改变值; S.:Streptomyces
链霉菌属
土的 6株菌和 4株分别来自火绒草、驼绒黎、蛰状点
地梅和金露梅根际土的菌株,与 S.cavourensis 聚为一
支,相似性达 100%;类群 2 包含 4 株分离菌,两株分
离自甘肃黄芪根际土,菌株 QLS04 和 QLS13 分别分
离自猪毛菜和金露梅根际土,与 S. anulatus 聚为一
支,相似性达 99. 8%;类群 3 有 5 株分离菌,与
S.microflavus聚为一支,相似性达 99. 6%,其中菌株
QLS16、QLS17和 QLS19分别分离自甘肃蚤缀、凤毛
菊及早熟禾根际土,聚为一个亚支,菌株 QLSQ03 和
QLSQ08分离自甘肃黄芪根际土,聚为另一个亚支;
1292摇 11期 摇 摇 摇 马爱爱摇 等:祁连山高山植物根际土放线菌生物多样性 摇
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类群 4 的 3 株分离菌均分离自凤毛菊根际土,与
S.cyaneofuscatus聚为一支,相似性达 99%;类群 5 包
含 3 株分离菌,均分离自四裂红景天根际土,与
S.aureus聚为一支,相似性达 100%;类群 6 包含 2 株
分离菌,均分离自甘肃黄芪根际土,与 S.enissocaesilis
相似性达 99%,聚为一支;类群 7, 3 株分离菌
QLS70、QLS35、QLS64分离自四裂红景天根际土,与
S.chryseus聚为一支,相似性达 99%;类群 8,2 株分离
自甘肃黄芪根际土和另外 2 株分别分离自四裂红景
天和驼绒黎根际土的菌株,与 S.agglomeratus 聚为一
支,相似性达 99%;类群 9 包含 5 株分离菌,其中 4
株分离自甘肃黄芪根际土,1 株分离自钉柱萎陵菜,
与 S.durmitorensis聚为一个分支,相似性达 100%;类
群 10包含 3株分离菌,2 株分离自驼绒黎,1 株分离
自沙生针茅,与 S.aureus相似性达 99%,聚为一支。
2.2摇 分离菌生理功能多样性分析
图 5摇 各类次级代谢产物产生菌数量
Fig. 5 摇 The number of various secondary metabolites
producing strains
Ts:Total strains 供试菌株总数; Cat.: Catalase H2 O2酶; Lip. 2:
Lipase 2脂酶 2;Ure.:Urease 脲酶;Pro.:Protease 蛋白酶;Lip.3:
Lipase 3脂酶 3;Amy.:Amylase 淀粉酶;Lip. 1:Lipase 1 脂酶 1;
Pig.:Pigment色素;Oa:Organic acid有机酸
2.2.1摇 分离菌株次级代谢物的产生
78株放线菌功能酶、有机酸和 H2S 产生等结果
显示(图 5),H2O2酶、脂酶 2 (Tween鄄40)、脲酶、蛋白
酶、脂酶 3 ( Tween鄄 80 )、淀粉酶、 H2 S、 脂酶 1
(Tween鄄20)、可溶性色素及有机酸产生菌分别占供
试菌株的 89. 7%、 82. 1%、 70. 5%、 62. 8%、 53. 8%、
52郾 6%、48.7%、44.9%、32.1%和 17.9%。 其中,淀粉
酶、脂酶 1、色素和有机酸仅由链霉菌产生。
10类次级代谢物产生菌在 5个海拔位点均有分
布,但在不同海拔、不同植物根际土中呈差异性分
布,具体分布信息如图 6、图 7 所示。 H2O2酶、脲酶
产生菌在 15 种植物根际土均有分布,脂酶 2、H2 S、
蛋白酶产生菌在其中 14种植物根际土中分布,淀粉
酶、脂酶 1产生菌则分布于 12 种植物根际土,色素、
脂酶 3产生菌在 11种植物根际土中分布,而有机酸
产生菌仅分布于 9 种植物根际土;此外,甘肃黄芪
(2800 m和 4200 m)、四裂红景天、凤毛菊、钉柱委陵
菜和金露梅根际土中 10类代谢物产生菌均有分布,
但在甘肃黄芪和四裂红景天根际土中各类代谢物产
生菌数量相对偏多。
图 6摇 10类代谢物产生菌在不同海拔位点的分布情况
Fig.6摇 Distribution of secondary metabolites producing strains
at increasing altitudes
Cat.:Catalase H2O2酶;Lip.2:Lipase 2 脂酶 2;Ure.:Urease 脲酶;
Pro.:Protease蛋白酶;Lip.3:Lipase 3 脂酶 3;Amy.:Amylase 淀粉
酶;H2S:H2S production硫化氢产生;Lip.1:Lipase 1脂酶 1;Pig.:
Pigment色素;Oa:Organic acid有机酸
研究发现,同一菌种的不同株之间,其生理功能
也不尽相同,如菌株 QLS06、QLS87、QLS18、QLS85、
QLS02 分离自不同海拔、 不同植物根际土, 与
Streptomyces cavourensis相似性达 100%,聚为同一分
支,属同一菌种,但其次级代谢产物的类型和抗菌活
性各不相同;与 Streptomyces durmitorensis聚为同一分
支的 5 株菌分离自同一海拔的不同植物根际土,其
中 4 株(QLS45、QLS50、QLS76、QLS77)分离自甘肃
黄芪根际土,1 株(QLS33)分离自钉柱委陵菜根际
土,其生理功能不尽相同,但黄芪根际土中的 4 株菌
又具有一些相似的生理功能,如均产黄色素,都具有
抗菌活性(表 2,图 4)。
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图 7摇 10类代谢物产生菌在不同海拔位点植物根际土的分布情况
Fig.7摇 Distribution of secondary metabolites producing strains in rhizosphere soils of 15 plants on increasing altitudes
Al:Astragalus licentianu 甘肃黄芪; Sg: Stipa glareosa 沙生针茅; Sj: Saussurea japonica 凤毛菊; Cl: Ceratoides latens 驼绒黎; Ps: Potentilla
saudersiana钉柱委陵菜;Pf:Potentilla fruticosa金露梅;Sc:Salsola collina猪毛菜;Rq:Rhodiola quadrifida四裂红景天;Ak:Arenaria kansuensis甘
肃蚤缀;Ll:Leontopodium leontopodoides火绒草;Au:Androsace umbellate蛰状点地梅;Pa:Poa annua 早熟禾;Cd:Cancrinia discoicea 小甘菊;Dn:
Draba nemorosa葶苈;Cat.:Catalase H2O2酶;Lip. 2:Lipase 2 脂酶 2;Ure.:Urease 脲酶;Pro.:Protease 蛋白酶;Lip. 3:Lipase 3 脂酶 3;Amy.:
Amylase淀粉酶;H2S:H2S production硫化氢产生;Lip.1:Lipase 1脂酶 1;Pig.:Pigment色素;Oa.:Organic acid有机酸
表 2摇 同一放线菌种不同株之间生理功能差异
Table 2摇 Physiological diversity between different strains of the same species
链霉菌种
Streptomycetes
菌株编号
Isolate no.
菌株来源
Source of strains
卡伍尔链霉菌 Streptomyces cavourensis
QLS06 QLS87 QLS18 QLS85 QLS02
Cl
(2200 m)
Al
(2800 m)
Ll
(3350 m)
Au
(3800 m)
Al
(4200 m)
Streptomyces durmitorensis
QLS33 QLS45 QLS50 QLS76 QLS77
Ps
(2800 m)
Al
(2800 m)
次级代谢产物 Secondary metabolites
脂酶 1 Lipase 1 - + - + - + + - + +
脂酶 2 Lipase 2 + + + + + + + - + +
脂酶 3 Lipase 3 + + + + + + + - + +
淀粉酶 Amylase + + + + + + + + + +
蛋白酶 Protease + - + + + + + + - +
脲酶 Urease - + + + + + + + + +
过氧化氢酶 Catalase + + + + + + + + + +
有机酸 Organic acid - - - - - + - - + -
3292摇 11期 摇 摇 摇 马爱爱摇 等:祁连山高山植物根际土放线菌生物多样性 摇
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续表
链霉菌种
Streptomycetes
菌株编号
Isolate no.
菌株来源
Source of strains
卡伍尔链霉菌 Streptomyces cavourensis
QLS06 QLS87 QLS18 QLS85 QLS02
Cl
(2200 m)
Al
(2800 m)
Ll
(3350 m)
Au
(3800 m)
Al
(4200 m)
Streptomyces durmitorensis
QLS33 QLS45 QLS50 QLS76 QLS77
Ps
(2800 m)
Al
(2800 m)
H2S产生 H2S production - + - + - + + + + -
色素
Pigment
棕色素
brown
棕色素
brown
- 棕色素
brown
黄色素
yellow
- 黄色素
yellow
黄色素
yellow
黄色素
yellow
黄色素
yellow
抗菌活性 Antimicrobial activity
大肠埃希氏菌
Escherichia coli
- - - - - - + - - -
金黄色葡萄球菌
Staphylococcus aureus
- - - + + - - + + +
白色念珠菌
Candida albicans
- - - + + - - + - +
铜绿假单胞菌
Pseudomonas aeruginosa
- - - - - - - - - -
摇 摇 Cl:Ceratoides latens驼绒黎;Al:Astragalus licentianu 甘肃黄芪;Ll:Leontopodium leontopodoides 火绒草;Au:Androsace umbellate 蛰状点地梅;Ps:
Potentilla saudersiana钉柱委陵菜;“+冶为阳性,“-冶为阴性
2.2.2摇 分离菌对病原菌的拮抗作用
78株放线菌拮抗性筛选结果表明,共有 29 株放
线菌具有抗菌活性,其中 2 株菌能够抑制 Escherichia
coli生长、19 株能抑制 Staphylococcus aureus 生长、1
株菌能抑制 Pseudomonas aeruginosa、 14 株能抑制
Candida albicans生长;能同时抑制两种病原指示菌
生长的放线菌有 7株(表 3)。 结合图 4分析表明,拮
抗性菌株均来自链霉菌属,在组 1 及组 2 的 10 个类
群中都有分布;并广泛分布于 5 个海拔位点的 12 种
植物根际土中。 其中,从药用植物甘肃黄芪和四裂
红景天根际土中分离到的抗性菌株分别占拮抗性放
线菌总数的 40%、20%,共占 60%。
表 3摇 祁连山老虎沟植物根际土放线菌抑菌活性
Table 3摇 Antimicrobial activity of the actinomycetes isolated from rhizosphere soils of plants in the Laohugou of the Qilian Mountain
海拔 / m
Altitude
根际土来源
Rhizosphere soil source
菌株编号
Strain No.
抗菌活性 Antimicrobial activity
大肠埃希氏菌
E.coil
金黄色葡萄球菌
S. aureus
白色念珠菌
C. albicans
铜绿假单胞菌
P.aeruginosa
2200 猪毛菜 Salsola Collina QLS04 ﹣ ﹣ ﹣ +
驼绒黎 Ceratoides lateens QLS80 ﹣ ﹣ + ﹣
沙生针茅 Stipa glareosa QLS83 ﹣ ﹣ + ﹣
2800 甘肃黄芪 Astragalus licentianu QLS45 + ﹣ ﹣ ﹣
QLS50 ﹣ + + ﹣
QLS76 ﹣ + ﹣ ﹣
QLS77 ﹣ + + ﹣
QLS68 ﹣ + ﹣ ﹣
QLS67 ﹣ ﹣ + ﹣
QLS69 ﹣ + ﹣ ﹣
钉柱萎陵菜 Potentilla saudersiana QLS81 + ﹣ + ﹣
3350 凤毛菊 Saussurea japonica QLS17 ﹣ ﹣ + ﹣
QLS20 ﹣ + ﹣ ﹣
金露梅 Potentilla fruticosa QLS13 ﹣ + ﹣ ﹣
四裂红景天 Rhodiola quadrifida QLS35 ﹣ + ﹣ ﹣
QLS65 ﹣ + ﹣ ﹣
QLS58 ﹣ + ﹣ ﹣
4292 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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续表
海拔 / m
Altitude
根际土来源
Rhizosphere soil source
菌株编号
Strain No.
抗菌活性 Antimicrobial activity
大肠埃希氏菌
E.coil
金黄色葡萄球菌
S. aureus
白色念珠菌
C. albicans
铜绿假单胞菌
P.aeruginosa
QLS59 ﹣ + ﹣ ﹣
QLS64 ﹣ + ﹣ ﹣
QLS74 ﹣ + ﹣ ﹣
3800 蛰状点地梅 Androsace umbellate QLS85 ﹣ + + ﹣
QLS93 ﹣ ﹣ + ﹣
甘肃蚤缀 Arenaria gansuensis QLS30 ﹣ + ﹣ ﹣
葶苈 Draba nemorosa QLS88 ﹣ + + ﹣
4200 甘肃黄芪 Astragalus licentianu QLS02 ﹣ + + ﹣
QLS09 ﹣ ﹣ + ﹣
QLS08 ﹣ + + ﹣
QLS24 ﹣ + ﹣ ﹣
QLS63 ﹣ ﹣ + ﹣
合计 12 29 2 19 14 1
摇 摇 E.coil: Escherichia coli; S. aureus: Staphylococcus aureus; C. albicans: Candida albicans; P. aeruginosa: Pseudomonas aeruginosa;“-冶表示无拮抗
活性;“+冶表示有拮抗活性
3摇 讨论
链霉菌因代谢物丰富多样,具有很强的适应性
而成 为 多 种 特 殊 生 境 的 优 势 菌 群[4鄄5,8,25]。
Streptomyces spp.仍为优势分离菌群,Nocardia spp.仅
见于 3个不同海拔位点的 3种植物根际土,1潜在新
种分离自 2200 m 处沙生针茅根际土。 73 株链霉菌
在不同海拔位点、不同植物根际土中的分布具有一
定的差异性和特异性。 造成菌群差异或特异性分布
的因素,一方面可能是这些稀有放线菌 (Nocardia
spp.、Micromonospora spp.)对各自生存环境的高度依
赖性,所占生态位相对狭窄,加之地上不同植物类型
所提供的脱落物、分泌物不同,使这些微生物所必须
的碳源和能源物质存在差异,导致菌群的差异或特
异性分布[26];另一方面,严酷的高山环境对植物根
际土链霉菌的分布具有选择作用。 如研究发现,冰
川细菌通过产生色素来对抗强烈的紫外辐射[27];高
山环境长鞭红景天根际土中约 35%的细菌有较强的
产酸能力,这可能与其吸收难溶矿质元素如磷密不
可分[15]。 本研究的 10 类代谢产物中,色素、有机
酸、淀粉酶和脂酶 1仅由链霉菌产生,拮抗性菌株也
均来自链霉菌属,说明多样的次级代谢物对链霉菌
适应高山环境有重要意义。 此外,为适应高寒、缺
氧、强紫外辐射等极端逆境,链霉菌会产生适应性变
异,正如青藏高原冻土环境中的 Streptomyces griseus,
在不同冻土微环境中产不同代谢物,从而产生许多
生理特异性菌株,广泛分布于冻土环境[25],本研究
中 Streptomyces cavourensis 也因代谢产物丰富多样,
广泛分布于 5 个不同海拔位点不同植物根际土中,
对高山环境表现出很好的适应性。 Zhang 等[27]也发
现,普若岗日冰芯(海拔 5970 m)不同深度的一些细
菌虽然 16S rDNA序列相近或完全相同,但其生理特
性却表现出一定的异质性。 这些研究结果提示,高
寒极端生境中放线菌会产生特殊的代谢产物来适应
生存环境,是新型化合物的重要来源。
近年来,国内外学者对一些极端生境如低温、盐
碱、海洋环境中的放线菌进行了工业酶类或其它代
谢物产生菌的筛选。 杨宇容等[28]对分离自云南白
芒雪山(3500—5137 m)和中甸保护区(3400—3500
m)土壤的 60株代表性链霉菌进行产酶特性检测,发
现脲酶、淀粉酶和 H2 S 产生菌分别占供试菌株的
81%、12%和 11%;曹兰兰等[29]从新疆哈密地区的盐
湖中分离到 63 株放线菌,其中淀粉酶、蛋白酶和脂
酶产生菌分别占供试菌株的 73%、4.7%和 22%;有
学者在孟加拉湾海域[4]分离到 208 株海洋放线菌,
其中脂酶、蛋白酶、淀粉酶产生菌分别占供试菌株的
78%、58%、33%;从青藏高原多年冻土中分离到 54
株链霉菌,其中大部分菌株代谢物丰富多样[25]。 本
研究中,H2O2酶产生菌数量居首位,与青藏高原多年
冻土环境分离株类似,这可能与低温、缺氧、干燥、强
5292摇 11期 摇 摇 摇 马爱爱摇 等:祁连山高山植物根际土放线菌生物多样性 摇
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辐射等逆境胁迫下自由基的清除有关;相对于云南
白茫雪山和中甸保护区肥沃的土壤环境,盐湖和高
山灰钙土、冻土环境均寡营养,因此其内大部分放线
菌产淀粉酶,以提高营养物质利用率;海洋环境中存
在大量多聚物,其脂酶产生菌数量也相对偏高[4]。
本研究脂酶、脲酶、蛋白酶、H2 S 产生菌数量均占分
离菌的一半以上,可能与根际土多聚物或有机物的
分解、养分循环利用有关[5]。 此外,各类代谢物产生
菌在不同海拔、不同植物根际土中的分布也有所不
同。 研究表明[30鄄31],绝大多数根际土放线菌能合成
并分泌吲哚鄄 3鄄乙酸,用以促进植物体的生长;另外,
许多根系土微生物可大量分泌铁载体,用以结合环
境中的 Fe3+,在满足自身生长需求的同时也促进了
植物体对铁离子的吸收[32]。 因而,植物根际土放线
菌代谢产物的种类、产量与其所依赖的植物体密不
可分。 本研究中,与 Streptomyces durmitorensis相似性
达 99%的菌株有 5株,分布于同一海拔位点,其生理
特性各不相同,但黄芪根际土中的 4 株菌又表现出
相似的生理特征,如都产黄色素、都有抗菌活性,而
分离自钉柱委陵菜根际土的 QLS33 则无此特性。
Germida等[33]的研究结果也表明植物对其根际土微
生物的作用大于土壤本身对其微生物的影响。 由此
可见,高山植物根际土放线菌处于低温、缺氧、强辐
射等极端逆境下,营养来源主要是一些根际凋落物
或分泌物等[5],独特的生存条件及营养利用方式决
定了其代谢产物的特异性和多样性。
本研究用于拮抗性筛选的 4 株靶标菌均为临床
致病菌,抗性结果表明,有 29 株放线菌对病原微生
物表现出了抗菌活性,占供试菌株的 37.2%。 其中,
从药用植物甘肃黄芪和四裂红景天根际土中分离到
的抗性菌株占拮抗性放线菌总数的 60%。 10 类次
级代谢物产生菌在这两种药用植物根系土中的数量
也最多。 研究发现[14,34],根际土放线菌可利用一些
植物的根际分泌物合成抗菌活性物质,抑制一些病
原菌的生长。 如 Ouhdouch 等[35]从药用植物根际土
中分离到 10 株对 Candida albicans 和 Candida
tropicalis有抗性的放线菌株;Thangapandian 等[36]从
药用植物根际土中得到 8 株对真菌有抗性的链霉
菌。 这些结果进一步说明,药用植物根系可能会分
泌一些特殊的有机物或无机物,参与相关放线菌活
性物质的合成。 除受植物根际影响外,高山植物根
际土放线菌与海洋[4]、冻土[25]、盐碱[29]等极端环境
放线菌一样,处于极端恶劣的自然条件下,营养物质
资源匮乏,它们通过合成一些抗性物质来抑制细菌、
真菌甚至一些放线菌,从而在竞争中取得优势。 因
此,植物体的选择作用和土壤微环境的压力使高山
植物根系土放线菌具有产新型生物活性化合物的
潜力。
综上所述,祁连山老虎沟地区不同海拔植物根
际土放线菌资源丰富,代谢产物多样,与不同植物种
类以及海拔高度决定的生态环境密切相关;放线菌
对临床致病菌具有拮抗作用。 该结果将为开展以高
山地区为代表的极端环境植物根际土放线菌多样性
及其资源高效利用研究提供借鉴。
致谢:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所陈拓研
究员、秦翔研究员及祁连山冰川生态观测站在采样
及野外调查工作中给予支持,李祥锴教授、Duncan E.
Jackson博士帮助修改文章,特此致谢。
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叶生态学报曳圆园员源年征订启事
叶生态学报曳是由中国科学技术协会主管袁中国生态学学会尧中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊袁创刊于 员怨愿员年袁报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果遥 坚持野百花齐放袁百家
争鸣冶的方针袁依靠和团结广大生态学科研工作者袁探索生态学奥秘袁为生态学基础理论研究搭建交流平台袁
促进生态学研究深入发展袁为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务尧为国民经济建设和发展服务遥
叶生态学报曳主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果遥 特别欢
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叶生态学报曳为半月刊袁大 员远开本袁圆愿园页袁国内定价 怨园元 辕册袁全年定价 圆员远园元遥
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编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
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主摇 摇 编摇 王如松
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