八种珍稀动物粪便放线菌多样性研究

Up to now, 3/4 antibiotics applied in clinical is produced by actinomyctes. Actinomycetes are still a main source of antibiotics. NFSC project “A study on actinomycete diversity of five animal feces in southwest of China” got results as following: 1, 34 genera and one new genus of actinobacteria were identified from 27 animal feces, and exist a large un-known actinobacteria. It shows that diversity of actinobacteria in animal feces. 2, Anti-microbial and anti-tumor activities of the fecal actinomycetes are very wide, some of them had high activities. 3, Structure and activities of secondary metabolites from animal feces are diversity. 4, The effectiveness of prophylaxis and treatment of the microbial manure prepared with nine of fecal actinomycete strains to soil-borne disease of notoginseng is remarkable and preponderated comparing with agricultural chemicals popularized. Based on these results, diversity, bioactivities and metabolites of actinomyctes from 8 rare animal feces will be studied for creating a new pathway for discovery of lead compounds of drug, and provide a new view of protecting wide animals.

现今使用的抗生素有3/4是放线菌生产的，放线菌仍是天然药物和发现新药先导物的主要来源。在2010－2012年国家自然基金项目“西南地区5种特有动物粪便放线菌多样性研究”中，首次在国内进行粪便放线菌资源研究，获得以下结果：1，27种动物粪便放线菌的种类非常丰富，共鉴定到34个属，发现一个新属（Enteractinococcus）；可能存在大量的未知放线菌；2，粪便放线菌株的抗菌活性、抗肿瘤活性及各种酶活性非常普遍，高活性菌株的比例较大；3，次生代谢产物的结构多种多样，活性广泛；4，将其中一些菌株做成菌肥，用于防治三七病害，有良好效果。以此为基础，依托本室40多年放线菌资源研究的优势，再选取生活在云南的８种珍稀动物，不断更新和尝试新分离方法和培养基，分离纯培养放线菌，研究其培养条件和生物活性；研究粪便放线菌的多样性；争取从动物粪便放线菌寻找活性物质；为放线菌资源利用提供新菌源、新经验、新途径；

在前一个国家自然科学基金（西南地区5 种特有动物粪便放线菌多样性研究）研究成果的基础上，继续开展动物粪便放线菌研究。迄今为止，微生物仍然是发掘天然药物的主要来源之一，目前临床上使用的西药，60%以上是来源于微生物或植物的衍生物。放线菌是天然药物和新药先导物的重要来源, 目前使用的抗生素有3/4 是用放线菌生产的。从动物，特别是哺乳动物的粪便放线菌中发现的活性物质，应该对人类无毒性，且安全的。与其他来源的微生物比较，动物粪便放线菌，是具有巨大研究价值的先导化合物的重要来源。云南森林茂盛，植被类型丰富，为各种动植物的生存，繁衍提供了的得天独厚的生态环境条件。它们种类繁多，特有种众多，珍稀濒危种很多，所以本研究选取以下动物采集粪便8次：小熊猫、大灵猫、熊猴、水鹿、犀牛、亚洲象、羊驼、长颈鹿、斑马、角马。采用18种培养基进行纯菌分离。4年间逐步建立、改进、完善动物粪便放线菌研究程序，并从动物粪便中分离到约2300株纯培养菌株，归属于约65个放线菌属，发现新属1个，新种6个，均已在国外分类权威杂志有效发表，还有42株潜在新种属的多相分类正在进行中，说明动物粪便蕴藏着极其丰富的放线菌资源。利用高通量测序对细菌16S rRNA基因V4区进行测序，从7种草食性动物粪便一共获得442,470条有效序列, 鉴定得到变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）等17个已知门和一些未知门，上百个科和属的细菌，结果说明这些动物粪便中细菌多样性丰富，蕴藏数量庞大细菌资源。对分离到的纯菌进行抗菌活性、纤维素、角蛋白分解活性测定及功能基因筛选，所有活性菌株均已保存。完成48株菌全基因组测序，分析其中的生物活性物质合成基因簇。合作伙伴从28株粪便放线菌获得化合物267个，其中新化合物71个（占30%），平均每株菌获得化合物9个，新化合物2.3个。其中两个新化合物（一个抗真菌活性很好，一个对老年痴呆有活性）很有开发前景。以5株动物粪便放线菌制备的复合菌肥用于防治三七土传病害，增产11-30%，正在做扩大示范试验。发表论文20篇，主编著作1部在国外出版社出版。我们已将东北大学微生物药物所、中南民族大学药学院药物化学实验室与本室组建成“微生物药物联合实验室”，将菌种资源、化学及药理，基因组学及生物合成等优势学科组合成为一个整体。