热带亚热带粘细菌资源多样性及活性代谢产物研究

Myxobacteria is novel microbial phylum with high value of research and development for medical purpose. Its complex lifecycle and special metabolic mechanism attract the scientists' attention. However, due to the difficulties in isolation and purification of myxobacteria isolates as well as their inability to grow or aggregation in liquid culture, the applied study of myxobacteria lags far behind those of other microbial phylum.The tropical and subtropical forest environment is one the most appropriate resources of novel myxobacteria isolates. Targeting the typical tropical and subtropical primitive forests and medical plants, this study will isolate the myxobacteria and investigate the diversity. We will explore the helper bacteria (HB) of myxobacteria and establish novel technique for the isolation of myxobacteria based on HB, which can solve the bottleneck of myxobacteria isolation, aquire novel resource of unculturable myxobacteria and provide with new ideas for myxobacteria isolation. Meanwhile, we will create novel techniques for the liquid culture of myxobacteria, reveal the antibiotic and antitumor activity of different isolates and analyze the structure of active substance. This study is the first trial in the isolation of myxobacteria from tropical and subtropical primitive forests and medical plants, and in the eveluation of isolate functions, therefore, it is very likely that we will screen myxobacteria resources with diverse genetic background, novel function and important active metabolites. This can provide with more substantial basis and technique support for the applied sudy of myxobacteria.

粘细菌细菌是极具研究开发价值的药源微生物新类群，其复杂的生活史和特殊的代谢机制已经引起科学家的重视。但受限于菌株的分离纯化困难，加上粘细菌在液体培养时不生长或者生长聚团，致使粘细菌的应用研究远远落后于其他的微生物类群。热带亚热带森林环境是分离粘细菌、发现新的粘细菌资源最好的来源。本项目以典型的热带亚热带地区原始森林和不同药用植物为研究对象，开展粘细菌的多样性和分离研究；探求筛选粘细菌助长菌和基于助长菌的粘细菌分离新方法，解决制约粘细菌分离的瓶颈，致力于获得未培养的粘细菌新资源，为粘细菌的分离提供新的思路；同时创新粘细菌液体培养技术体系，揭示不同的粘细菌菌株抗菌和抗肿瘤活性，分析活性产物的结构；本项目是首次开展热带亚热带原始森林和南药植物中粘细菌资源的分离和功能评价研究，极有可能得到遗传背景多样、功能新颖、有重要利用价值的粘细菌资源和活性产物，将为粘细菌应用研究提供更多的物质基础和技术支撑。

粘细菌细菌是极具研究开发价值的药源微生物新类群，其复杂的生活史和特殊的代谢机制已经引起科学家的重视。但受限于菌株的分离纯化困难，加上粘细菌在液体培养时不生长或者生长聚团，致使粘细菌的应用研究远远落后于其他的微生物类群。热带亚热带森林环境是分离粘细菌、发现新的粘细菌资源最好的来源。本项目以典型的热带亚热带地区原始森林土壤为研究对象，开展粘细菌的多样性和分离研究；通过分析样品中细菌和粘细菌资源的分布特征和相关性，揭示环境中粘细菌的潜在辅助细菌；探求筛选粘细菌辅助菌和基于辅助菌的粘细菌分离新方法，解决制约粘细菌分离的瓶颈，为粘细菌的分离提供新的思路。本项目通过高通量测序揭示了热带亚热带生态环境中细菌与粘细菌之间的相关性，发现几丁质属的细菌与粘细菌相关性最显著，是粘细菌潜在的辅助菌；从分子和可培养层面揭示了热带亚热带原始森林土壤和不同植被根际粘细菌资源的多样性和分布特征；建立了国内首个具有典型热带亚热带特色的粘细菌资源库，拥有菌株675株；建立了基于辅助菌和Rpf因子的粘细菌分离筛选技术；发现隶属于粘球菌属、珊瑚球菌属和多囊菌属的9株潜在新物种和以Chitinophaga、Microvirga属为主的辅助菌新种10株；揭示了粘细菌对耐药菌的抗菌活性；建立了粘细菌液体生长摇瓶培养技术体系；发表论文17篇，其中SCI收录11篇；申请国家发明专利3件，授权国家发明专利3件；培养了国家百千万人才工程人选和2名博士生，形成了国内做粘细菌资源分离研究的骨干团队。研究中产生的大量的基因组数据等，成为粘细菌研究的重要参考资料，丰富和充实了世界粘细菌资源信息库，对世界及中国有关粘细菌研究、分类、区系和生物多样性保护等方面都具有重要而独特的意义。本研究发掘的500多株粘细菌，在生物制药、生物防治和粘细菌科学研究方面具有良好的应用前景；形成的基于辅助菌的分离技术，解决了粘细菌分离纯化困难的制约瓶颈；