贵州珍稀濒危药用植物内生放线菌多样性及其生物活性研究

Overuse and abuse of antibiotics is creating a big health crisis globally. Thus, the discovery of new antibiotics becomes an urgent issue to counter increasing antibiotic resistance. Pharmaceuitical microbiology, especially, actinomycetes are the main producing strain of antibiotics. Investigation of new actinomycetes resources (including novel species) is one of the most efficient ways for the development of new antibiotics. As the use of general approaches to develop new antibiotics from actinomycetes growing in common habitats is extremely difficult, recent related studies focus on new actinomycetes resources from new habitats, including extreme environment and plants. The endophytic actinomycetes of medicinal plants have the capabitity to synthesize novel chemicals with special bioactivities. The rare and endangered medicinal plant samples used in this research will be collected from Guizhou province. Several experiments will be carried out including the development of new sample pre-treatment methods and different isolation media to explore the diversity of endophytic actinomycetes, bio-activity analyses and polyphasic approaches to screen and identify new actinomycetes resources, different chromatographies and spectrum analyses to purify and identify new secondary metabolites. We suggest that our research might be an important presupposition and new hope for development and utilization of actinomycetes resources.

抗生素的滥用和过度使用导致耐药菌日益猖獗，亟需高效、优质新型抗生素。以放线菌为代表的药用微生物是抗生素的重要来源，发现包括新物种在内的新放线菌资源是发现新抗生素的重要基础。由于从普通环境中发现新放线菌资源及新抗生素的机率越来越小，特殊环境已成为新放线菌资源开发的重点。药用植物内部作为一种特殊环境，其体内的放线菌是产生新颖、高效、低毒活性物质的药物资源。本研究以贵州珍稀濒危药用植物为研究对象，主要开展几方面的工作：探索新的植物预处理方法、设计出适合分离的培养基，对放线菌进行纯培养研究，进而探索内生放线菌的多样性；通过多相分类研究结合活性筛选结果，发现有特色的新药用放线菌资源；采用色谱及波谱学方法对特色药用放线菌次级代谢产物进行纯化及鉴定。以期发现放线菌新物种或产新活性物质的放线菌，为新结构先导化合物和微生物药物研究奠定基础。

抗生素的滥用和过度使用导致耐药菌日益猖獗，亟需高效、优质新型抗生素。以放线菌为代表的药用微生物是抗生素的重要来源，发现包括新物种在内的新放线菌资源是发现新抗生素的重要基础。由于从普通环境中发现新放线菌资源及新抗生素的机率越来越小，特殊环境已成为新放线菌资源开发的重点。药用植物内部作为一种特殊环境，其体内的放线菌是产生新颖、高效、低毒活性物质的药物资源。本研究从贵州道真县、凤岗县、余庆县、毕节威宁、新浦镇共采集66份珍稀药用植物样品，从中分离纯化得到500多株内生菌，根据菌株的形态和培养特征初步排重后，通过基于16S rRNA基因序列系统发育分析表明分离到的内生放线菌分布在Cellulosimicrobium、Oerskovia、Leifsonia、Pseudoclavibacter等30多个属。其中包括6个放线菌和3个细菌潜在新种。多相分类结果证实分离到的6个放线菌和3个细菌为新物种。对其中的35株放线菌菌进行小规模发酵，采用多种检定菌测定发酵液抗菌活性，得到阳性菌株18株，结合PKSI、PKSII、NRPS等抗生素生物合成基因PCR筛选结果，确定具有进一步研究价值的菌株5株。我们的研究结果表明，贵州药用植物中蕴藏着多样性丰富的放线菌且具有从中发现新放线菌的潜力，能为新抗生素的发现提供菌种储备，也为今后对该地区放线菌资源的认识和开发利用提供理论依据。