【摘要】无论是从过去的抗生素筛选还是从最近的微生物基因组学研究结果来看,放线菌在天然产物的生产和筛选中都发挥着重要作用。 近年来,耐药性的日益增强以及顽固性疾病和新病害的兴起,迫切需要有效新药的出现,这使得科学家将目光转向了一些新的放线菌资源。 动物肠道是一个典型而独特的环境,粪便放线菌作为一种资源过去很少被研究。 本研究以多种动物粪便为对象,通过免培养和纯培养研究方法分析粪便放线菌群落组成,探索具有开发潜力的菌株资源和新种资源; 研究了菌株的活性和代谢物。 为放线菌资源开发利用开辟新途径。 本研究首先选取了7种动物(三种灵长类动物、两种熊科动物、一种专性食肉动物和一种杂食动物)的粪便,通过高通量454焦磷酸测序技术进行细菌多样化。 性调查。 共获得细菌16S rRNA基因V3区片段有效序列42540条。 将序列以100%和97%序列相似性水平进行合并,分别获得2,979个不同序列和876个OTU(操作分类单元)。 类群中有多达13个门,分别是厚壁菌门、拟杆菌门、梭杆菌门、变形菌门、放线菌门和螺旋体门)、蓝细菌门、纤维杆菌门、Tenericutes、酸杆菌门、去铁杆菌门、疣微菌门和暂定TM7门。

其中,厚壁菌门和拟杆菌门广泛存在于各样本中并占主导地位。 无法在门水平上鉴定的序列数量为1034条,占合并序列总数的34.7%。 可见,动物粪便中存在数量巨大、分类地位较高的未知菌群。 此外,总共分析了 116 个细菌属。 多样性指数分析发现,杂食性金丝猴、白眉长臂猿、黑猩猩和蓝孔雀的细菌类群多样性较高,而亚洲黑熊、大熊猫和熊科专性食肉动物东北虎的细菌类群多样性较低。 。 此外,川金丝猴、白眉长臂猿和黑猩猩同属灵长类动物,多样性较为接近; 亚洲黑熊和熊科大熊猫的多样性比较相似。 各多样性指数曲线表明,杂食性蓝孔雀和专性肉食性东北虎的多样性差异最大。 这说明分类地位相近、食性相似的动物具有相似的粪便真菌类群,反之亦然。 随后,对Actinobacteria组进行单独分析发现,Actinobacteria序列占总测序量的3.2%,属于103个OTU。 7个样本中,西伯利亚虎的放线菌序列数量达到15%,未知放线菌群的数量也是最多的。 获得纯培养物是研究微生物生物学功能、开发利用微生物的最基本的前提。 本工作重点研究粪便放线菌的分离方法。 结果表明,对粪便样品进行干热处理并适当稀释、使用半合成培养基、添加“高浓度”抑制剂可以取得更好的分离效果。

在此基础上,从28种动物粪便样品中获得放线菌923株,筛选出344株进行分类鉴定。 它们属于 35 个属,其中包括一个新属。 粪便放线菌中,产丝放线菌以链霉菌属最为常见,数量为107 cfu/g; 红球菌是另一个分布广泛的放线菌群,从 2/3 的粪便样本中分离得到。 这个属; 其他非丝状放线菌以微球菌科成员为主。 本研究仅分离需氧放线菌,未涉及厌氧菌。 YIM100590的分类状态是通过分析形态学、生理学和生物化学、细胞化学和分子分类的多阶段分类方法确定的。 该菌株为微球菌科的一个新属,命名为Enteractinococcus gen.nov.,典型物种为Enteractinococcus coprophilus sp。 十一月对344株粪便放线菌活性筛选实验发现,76株对慢性粒细胞白血病癌细胞系(K562)有抑制作用,71株对急性白血病细胞系(HL60)有抑制作用; 26株菌株具有较强的广谱抗菌活性; 90%以上的受检菌株具有碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、亮氨酸芳胺酶和萘酚-AS-BI-磷酸水解酶酶活性,其中103株菌株检测出174株菌株具有纤维几丁质酶活性; 经PCR检测,PKS I(聚酮化合物合酶I)基因阳性菌株34株,PKS II(聚酮化合物合酶II)基因阳性菌株30株,NRPS(非核糖体肽合成酶阳性菌株58株)和22株CYP(细胞色素 P450 同工酶)呈阳性。

具有强抗肿瘤活性的菌株YIM100525经发酵后,分离出次生代谢产物,共获得9个化合物。 使用光谱技术将化合物 1、2 和 3 鉴定为新化合物。 从上述结果可以得出以下结论:第一,粪便中含有数量庞大、种类繁多的细菌类群,且存在许多分类地位较高的未知类群; 其次,粪便放线菌种类非常丰富,其中链霉菌和红球菌占优势,微球菌亚目成员也广泛分布。 这是粪便放线菌组成的显着特征,存在大量未知放线菌; 第三,粪便放线菌的抗肿瘤活性和抗菌活性,酶活性比例较高,特别是具有抗肿瘤活性和活性较高的菌株。 据推测,它们可能在宿主代谢和免疫活动中发挥重要作用。 深入研究这些影响的机制对于宿主健康研究具有重要意义; 第四,从粪便放线菌中分离出结构多样、活性广泛的化合物,表明粪便放线菌也是生产活性先导化合物的重要资源。 因此,粪便放线菌与来自土壤、海洋和植物的放线菌一样,是药物和其他产品开发的重要来源之一。 应加强粪便放线菌的研究、保护和利用。 该研究为粪便放线菌资源的开发利用奠定了基础。

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