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自从发现Thermus aquaticus能产生耐热DNA聚合酶使DNA体外扩增成为现实并推动分子生物学巨大发展以后,对高温菌的研究主要集中到高温酶的开发利用上。由于全球能源短缺问题严重,应用产耐热纤维素酶的高温菌将纤维素降解为容易利用的葡萄糖进而发酵成乙醇等物质,成为高温菌目前应用前景最好,意义最大的领域。
本研究以采集于云南省部分干热环境,如东川干热河谷、元谋土林、堆肥等的样品为实验材料,对这些环境中的高温放线菌资源及分布进行探究。利用不同生境放线菌的经典分离培养基和自行设计的分离培养基进行分离,获得了大量高温放线菌。对部分菌株16S rRNA基因进行测序,构建系统进化树,分析其系统进化地位,同时对所得的菌株进行纤维素酶活性筛选。
结果发现东川干热河谷及元谋土林环境中可培养高温放线菌多样性非常丰富,堆肥次之。通过本研究共保藏高温放线菌500余株,通过形态去重复后对其中的332株进行16S rRNA基因测序,分布于放线菌亚纲以下9个亚目15个科,32个属,其中候选新属2个、候选新种3个。通过形态特征、培养特征、生理生化特性、细胞化学组分分析、分子分类等手段,完成菌株YIM75507的多相分类鉴定,待发表,和其余4株的部分鉴定指标。
根据以上纯培养结果分析,发现改良ISP5、R8和自行设计的30＃、TPA培养基获得放线菌的数量和类群最多,并且链霉菌、小单孢菌、野野村氏菌等类群在云南部分干热环境广泛分布并在数量上占据优势。
对451株菌株进行纤维素酶活性筛选,其中255株菌具有纤维素酶活性,占总筛选菌株的57％,获得36株具有高纤维素酶活性的高温放线菌菌株,初步证明云南高温放线菌具有纤维素酶开发的巨大潜力。
本文属首次系统地对云南干热河谷及土林等干热环境放线菌纯培养多样性进行研究,发现该环境放线菌资源非常丰富,特别是发现多个新物种,酶活筛选结果显示出良好的纤维素降解活性,预示此环境高温放线菌工业应用开发潜力较大。