贵州喀斯特洞穴放线菌多样性及生物活性菌株筛选

The karst caves, a relatively closed environment where exchange of nutrients and energies are much slower than the outside world, are important sites for screening of new microbiological resources. Extensive studies have been done on the geochemistry of microorganisms in the karst habitats. However, relatively lesser works have been done on the diversity and the biological function of the actinomycetes in this niche. This project will focus on the related scientific issues of the diversity of actinomycetes in the karst caves located in Guizhou, China with the following objectives: first, based on the physical and chemical parameters of the sampling sites, the influencing factors will be optimized for culture dependent method, and accordingly an efficient isolation method for actinomycetes will be established. Secondly, through high-throughput sequencing, the community structure and ecological function of actinomycetes in the karst cave environment will be analyzed and the differences in community structure and ecological function of actinomycetes in different karst cave will be compared, to help us in understanding the distribution and the ecological function of actinomycetes. The actinomycetes from the karst caves with bioactive potential will be selected based the results of in vitro activity test and enzyme activity assay. Hence, the aim of this project is to further understand the diversity and biological function of actinomycetes in karst cave.

喀斯特洞穴为相对封闭的地下空间，有机质和能量交换缓慢，形成贫瘠的极端环境，是新微生物资源探索的绝佳生境。目前，喀斯特洞穴环境微生物的研究国内外学者主要关注于其参与地球化学过程的生物作用，但对其中放线菌资源多样性及生物功能研究相对较少。本项目主要围绕贵州地区喀斯特洞穴放线菌多样性的相关科学问题进行探索性研究。首先，参考样点理化参数，通过纯培养手段优化各种影响因素，建立行之有效的喀斯特洞穴放线菌的分离方法，积累放线菌分布规律及菌种资源；其次，利用高通量测序技术对喀斯特洞穴放线菌群落结构和生物功能进行分析，比较不同地区喀斯特洞穴放线菌群落结构和生态功能的异同，对喀斯特洞穴放线菌的分布及生态功能更进一步了解；最后，通过体外活性试验与生物酶活性试验，筛选获得具有生物活性的喀斯特洞穴放线菌资源，为活性天然产物研究提供宝贵菌种材料。本项目旨在进一步了解喀斯特洞穴中放线菌资源的多样性和生物功能。

喀斯特洞穴为相对封闭的地下空间，有机质和能量交换缓慢，形成贫瘠的极端环境，是新微生物资源探索的绝佳生境。目前，喀斯特洞穴环境微生物的研究国内外学者主要关注于其参与地球化学过程的生物作用，但对其中放线菌资源多样性及生物功能研究相对较少。本项目主要围绕贵州地区喀斯特洞穴放线菌多样性的相关科学问题进行探索性研究。首先，参考不同样点理化特性，建立并优化获得一套行之有效的喀斯特洞穴放线菌资源的分离方法，获得积累不同地域的放线菌资源及其分布规律，发现并发表一些列放线菌新分类单元；其次，利用扩增子和宏基因组测序对喀斯特洞穴放线菌群落结构进行比较分析，结果表明不同地域喀斯特洞穴中微生物群落结构存在差异，不同类型样品的微生物结构存在聚类关系，对微生物参与的元素循环有了初步掌握，此外，通过宏基因组了解喀斯特洞穴微生物群落结构复杂，并存在大量“生命暗物质”；最后，选取大量放线菌资源进行生物活性天然产物筛选，获得大量具有产生物活性天然产物的喀斯特洞穴放线菌资源，并在其中发现具有产生抗癌活性化合物trichostatin A和未知结构活性化合物的放线菌Streptomyces sp. SYSU K10111，为活性天然产物研究提供宝贵菌种材料。