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科研進(jìn)展

生命科學(xué)學(xué)院李文均教授團(tuán)隊(duì)在極端生境鏈霉菌 的培養(yǎng)方法研究中取得重要進(jìn)展

稿件來(lái)源:生命科學(xué)學(xué)院 閱讀量:

放線菌(Actinobacteria)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域有廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。70多年以來(lái),已有11,000種抗生素被報(bào)道來(lái)源于鏈霉菌屬(Streptomyces),如鏈霉素、萬(wàn)古霉素、紅霉素、阿維菌素等。同時(shí),鏈霉菌也是活性先導(dǎo)藥物和新穎結(jié)構(gòu)化學(xué)物種的戰(zhàn)略“蓄水池”。然而近些年來(lái),采用普通環(huán)境樣品和傳統(tǒng)分離培養(yǎng)策略,往往是對(duì)已知鏈霉菌物種和已知化合物的重復(fù)發(fā)現(xiàn),獲得鏈霉菌的新種系型和新穎天然產(chǎn)物在源頭上遇到了極大挑戰(zhàn)。此外,盡管關(guān)于沙漠生境放線菌多樣性的報(bào)道有很多,但對(duì)沙漠放線菌尤其是鏈霉菌(Streptomyces spp.)分離培養(yǎng)方法上的探索仍十分有限。

我校生命科學(xué)學(xué)院李文均教授團(tuán)隊(duì)結(jié)合免培養(yǎng)測(cè)序和純培養(yǎng)方法研究,探究了不同類(lèi)型沙漠土壤(非根際土和根際土)中鏈霉菌的多樣性,并采用兩種不同選擇強(qiáng)度的培養(yǎng)策略(SCP和CCP)對(duì)沙漠樣品中鏈霉菌菌株的分離效率進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果顯示,相比于免培養(yǎng),純培養(yǎng)方法對(duì)于探索沙漠環(huán)境中鏈霉菌的多樣性是必要的,豐富了我們對(duì)于沙漠鏈霉菌生物地理分布的認(rèn)識(shí)。研究也發(fā)現(xiàn),更具選擇性的鏈霉菌分離培養(yǎng)策略(Streptomycetes Culture Procedure,SCP)是一種高效獲取沙漠鏈霉菌資源的方案(圖1)。值得一提的是,作者也在研究中成功分離到1589個(gè)沙漠來(lái)源細(xì)菌菌株,以及469個(gè)沙漠鏈霉菌新菌株,其中包括大量潛在的細(xì)菌新分類(lèi)單元(圖2),這些極端生境來(lái)源的新菌株資源為進(jìn)一步開(kāi)展微生物天然產(chǎn)物和新生物合成途徑的多組學(xué)挖掘提供了強(qiáng)有力支撐,進(jìn)一步充實(shí)了我國(guó)戰(zhàn)略微生物種質(zhì)資源庫(kù)。該研究也為沙漠環(huán)境鏈霉菌的多樣性調(diào)查及分離培養(yǎng)提供了思路和參考。

圖1. 鏈霉菌分離培養(yǎng)策略(SCP)與常規(guī)培養(yǎng)策略(CCP)的分離培養(yǎng)結(jié)果比較

圖2. 本研究中分離菌株代表種系型的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)圖

近日,研究成果“Exploring untapped potential of Streptomyces spp. in Gurbantunggut Desert by use of highly selective culture strategy”發(fā)表在Science of the Total Environment學(xué)術(shù)期刊上。我校生命科學(xué)學(xué)院博士生李帥為本論文的第一作者,李文均教授和董雷副研究員為共同通訊作者。生命科學(xué)學(xué)院研究生連文慧、林志亮、盧春艷、徐璐,中科院新疆生態(tài)與地理研究所的李麗副研究員、埃及貝尼蘇韋夫大學(xué)的Wael N. Hozzein教授為本研究的共同作者。中山大學(xué)為該成果的第一完成單位。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委青年基金項(xiàng)目(32000005),國(guó)際(地區(qū))合作與交流項(xiàng)目(32061143043、32050410306),以及上海合作組織科技合作項(xiàng)目(2020E01047)的資助。

論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969721033064

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