中国核辐射污染区真菌资源收集及群落分布规律研究

Radiation resistant microorganisms as a kind of special extremophile have become an important resource for the biological significance and wide application. As contrasted with the studies on the bacteria, investigations of radiation resistant fungi were progressed slowly. The reports about radiation resistant fungi from chinese scientists were very rare.In the previous work, a variety of radiation resistant microorganisms including numbers of fungi were obtained from chinese radiation pollution area. It has shown that rich diversity exists in the unique environment. Moreover, it is particular urgent to further explore and protect the valuable fungal resource because of the work of pollution control in the area.In this study, the fungi will be collected and isolated based on the screening methods. The isolates will be identified and preserved for further researching. By the radiation resistance analyzing, a number of radiation resistant fungi would be obtained. Furthermore, the composition and distribution of the fungal community will be investigated preliminary. With this project processing, it will enrich radiation-resistant fungal resources and advance the studies on the radiation resistant fungi in China. Therefore, it should be important and significant.

耐辐射微生物作为奇特的极端环境微生物，业已成为世界竞相发掘的重要资源。较之耐辐射细菌研究，重要且特殊的耐辐射真菌研究较为迟缓，我国在该方面鲜有研究报道。中国核辐射污染区其独特的辐射环境，孕育着多样的耐辐射微生物资源，存在着一定数量的耐辐射真菌。随着该区域治理工作的开展，挖掘和保护其珍贵的微生物资源尤为紧迫。本项目拟通过对核辐射污染区真菌筛选方法的建立，进行其资源收集、筛选和鉴定工作；通过对菌株的耐辐射特性研究，筛选获得一批耐辐射真菌，并初步探索真菌在辐射环境胁迫下群落组成和分布规律。本项目的实施，将有利于丰富我国耐辐射真菌资源，促进我国耐辐射真菌的研究步伐，具有重要的科学研究价值和意义。

本研究在新疆某辐射污染区50公里范围内采集各类样品54份，采用不同处理方法及多种培养其进行了真菌分离筛选。结果表明:分离获得真菌209株，共涉及真菌的16个属，其中曲霉属、隐球酵母属、青霉属和镰孢霉属菌株占前4位，分别占所有分离株的22.5%、19.1 %、17.2%和11.0 %。分析表明，真菌的群落丰富度及多样性明显受辐射污染程度的影响，种类菌株的分布呈现一定的分布规律。结合Biolog EcoTM 对下污染区真菌的分布、多样性以及其代谢特性等进行了研究。结果表明，辐射明显降低了土壤中的真菌的代谢活性；多样性指数表明辐射程度对Shannon-Wiener丰富度指数影响差异显著，对Simpson优势度指数和McIntosh均匀度指数影响不大。样品中真菌主要代谢碳源为糖类、醇类、糖苷类、羧酸类和氨基酸类碳源，样品间碳源利用种类和强度存在着差异。在辐射污染样品中，真菌随着辐射程度的增高，醇类、氨基酸类和聚合物类碳源利用比例逐步下降，而糖苷类却迅速上升。应用主成分分析，发现其中主成分一（PC1）影响率为52.51 %，主成分二（PC2）影响率为20.34 %，反映出辐射污染下真菌碳源利用种类和程度与未受污染存在着明显差异。研究表明辐射污染区存在着大量耐辐射真菌，主要涉及属为青霉属、曲霉属、短梗霉属、镰孢霉属、交链孢霉属，但真菌种间存在耐辐射差异。开展了隐球酵母属菌株的分类鉴定，耐辐射特性表明实验菌株均具有耐 γ辐射和UV辐射的能力，各菌株D10均在5K Gy以上。菌株同时具有耐受多种重金属的能力，总体耐受性表现为Pb2+> Zn2+> Ni2+> Co2+> Cd2+> Cu2+>Hg2+。发现两株潜在新种，分别归属于小克银汉霉属（Cuninghamella）和Westerdykella属，并进行了初步的鉴定。另外，研究中对从辐射污染区分离的一株曲霉属真菌F77进行了吸附Cs+特性进行了研究，发现该菌具有良好的吸附该离子的能力，并具有对放射性同位素吸附偏向性。上述研究，完成了项目既定目标，为进一步开展辐射区真菌资源的挖掘和利用奠定了良好的基础。