王月娥 牛艷慧 鐘鎮(zhèn)濤 胡文革 李楊
摘要:為了探究艾比湖濕地可培養(yǎng)黏細(xì)菌多樣性及該地區(qū)黏細(xì)菌菌株對(duì)病原微生物的拮抗作用。通過傳統(tǒng)的黏細(xì)菌分離方法對(duì)采自艾比湖濕地15份樣品中的黏細(xì)菌進(jìn)行分離,結(jié)合形態(tài)學(xué)觀察、生理生化特征和16S rDNA序列分析,確定菌株的分類地位,并通過平板對(duì)峙法分析其抗菌活性。試驗(yàn)結(jié)果表明,從采集的15份樣品中共分離純化出22株疑似菌株,經(jīng)鑒定將其歸類為黏球菌屬,其中6株為橙色黏球菌(Myxococcus fulvus),14株為變綠黏球菌(M. virescens),2株只鑒定到屬(Myxococcus sp.)??咕钚苑治鲲@示,22株黏細(xì)菌表現(xiàn)出不同的抗菌活性,其中14株可以抑制金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的生長,14株黏細(xì)菌均可抑制沙門氏菌(Salmonella typhimurium)和大腸桿菌(Escherichia coli)的生長,15株對(duì)枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)的生長表現(xiàn)出抑制作用,17株可以抑制釀酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)的生長,11株能夠抑制鏈格孢菌(Alternaria alternata)的生長。艾比湖濕地可培養(yǎng)黏細(xì)菌多樣性不高,且黏球菌屬為該地區(qū)可培養(yǎng)黏細(xì)菌的優(yōu)勢種屬。初步篩選出的2株黏細(xì)菌菌株WCX_LG-5和TF_YJC-1,具有廣譜的抗菌活性,是一類極具開發(fā)潛力的微生物資源。
關(guān)鍵詞:艾比湖濕地;黏細(xì)菌;病原微生物;抗菌活性
中圖分類號(hào):S182 ??文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號(hào):1002-1302(2022)08-0234-09
植物病害是影響國家糧食安全和作物生產(chǎn)力的主要因素之一,對(duì)作物的生長發(fā)育和產(chǎn)量有較大的影響,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1],其中70%~80%的病害由病原真菌所致[2-3],其生物防治的研究具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。研究表明,芽孢桿菌(Bacillus)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、溶桿菌屬(Lysobacter)、木霉屬(Trichoderma)和腐霉屬(Pythium)等病菌產(chǎn)生的毒素、抗生素及蛋白質(zhì)類物質(zhì)等代謝產(chǎn)物能夠抑制植物病原菌的生長,其中枯草芽孢桿菌等已被開發(fā)為微生物菌劑,應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中病害的控制[4-6]。然而,次級(jí)代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生受到環(huán)境因素的影響,這使得拮抗菌株在田間的防治效果較差[7]。目前,大量研究表明在動(dòng)物病害及蟲害的防治過程中,利用其天敵和捕食關(guān)系進(jìn)行病害防治,可達(dá)到較好的防治效果[8-9]。然而,微生物中也存在大量的捕食者,如蛭弧菌屬(Bdellovibrio)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、溶桿菌屬(Lysobacter)和黏細(xì)菌目(Myxococcales)等[10-12]。其中,黏細(xì)菌對(duì)病原微生物的捕食特性使其在植物病害防治方面具有較大的潛力,被視為新型的生防微生物類群[13]。
黏細(xì)菌是一類能夠滑行運(yùn)動(dòng)、具有復(fù)雜多細(xì)胞行為的革蘭氏陰性菌[14],主要分布于中性或偏堿性土壤中[15]。然而,在海洋、沙漠、鹽堿地和濕地等特殊生境中也發(fā)現(xiàn)了大量的黏細(xì)菌資源[16-19],在這些生境中黏細(xì)菌具有良好的穩(wěn)定性和抗逆性[20]。目前,對(duì)于黏細(xì)菌生物活性產(chǎn)物及其在生物防治應(yīng)用領(lǐng)域的研究日漸突出[21]。迄今為止,從黏細(xì)菌中分離獲得的活性代謝產(chǎn)物達(dá)到600多種[22],這些產(chǎn)物種類多樣、結(jié)構(gòu)新穎[23],具有抗真菌、抗細(xì)菌和抗腫瘤等生物活性[24]。研究表明,黏細(xì)菌產(chǎn)生的活性產(chǎn)物對(duì)植物病原菌生長具有較強(qiáng)的抑制作用,且其在土壤中的定殖效果較好[25]。因此,黏細(xì)菌是一類極具開發(fā)潛力的生物防治因子[26]。然而,獲得大量的黏細(xì)菌種質(zhì)資源是其被開發(fā)和利用的關(guān)鍵。
新疆艾比湖濕地地處阿拉山口大風(fēng)通道處,位于準(zhǔn)噶爾盆地西南邊緣(82°36′~83°50′E,44°30′~45°09′N),是我國溫帶干旱區(qū)內(nèi)陸湖泊的典型代表[27],總面積2 670.85 km2。艾比湖濕地內(nèi)分布有沼澤、湖泊、沙漠和鹽漠等不同地理區(qū)域,區(qū)域內(nèi)土壤鹽堿化嚴(yán)重(土壤電導(dǎo)率為1~12 mS/cm;pH值范圍為8.0~9.0)。鹽角草、檉柳、鹽節(jié)木、梭梭、花花柴、蘆葦和胡楊等植物是艾比湖濕地鹽堿環(huán)境中的建群植物,具有較強(qiáng)的耐鹽能力,對(duì)艾比湖濕地生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)具有重要作用。目前,有關(guān)濕地鹽堿環(huán)境中耐鹽植物群落區(qū)黏細(xì)菌的分布、多樣性及其活性產(chǎn)物的研究較少。因此,對(duì)新疆艾比湖濕地鹽堿地中建群植物根際土壤中可培養(yǎng)黏細(xì)菌菌株的分離及其抗菌特性的研究很有必要。
基于傳統(tǒng)的黏細(xì)菌分離純化方法,以艾比湖濕地建群植物根際土壤作為主要研究對(duì)象,對(duì)該地區(qū)可培養(yǎng)黏細(xì)菌多樣性及其抗菌特性進(jìn)行研究,這對(duì)認(rèn)識(shí)艾比湖濕地可培養(yǎng)黏細(xì)菌的種屬分類,以及探究該地區(qū)黏細(xì)菌的代謝產(chǎn)物提供了科學(xué)基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)概況
艾比湖濕地位于準(zhǔn)噶爾盆地西南邊緣(82°36′~83°50′E,44°30′~45°09′N),地處新疆阿拉山口大風(fēng)通道下,為典型的大陸性氣候,平均降水量為105.17 mm,蒸發(fā)量為1 315 mm。由于艾比湖濕地特殊的地理位置,形成了獨(dú)特的濕地生態(tài)環(huán)境,生長有多種不同鹽生、水生和旱生類植被群落,如鹽角草(Salicornia europaea)、蘆葦(Phragmites australis)和胡楊(Populus euphratica)等,濕地內(nèi)土壤多為沙質(zhì)土壤和黏質(zhì)土壤,且土壤鹽堿化較為嚴(yán)重。
1.2 樣品采集與處理
于2018年7月至新疆艾比湖濕地國家自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行采樣。本試驗(yàn)共采集新疆艾比湖濕地15份土壤樣品(14份植物根際土壤和1份朽木樣品)。采集土壤樣品時(shí),去除土壤表面的雜質(zhì)和表層土后進(jìn)行取樣。利用無菌刷子輕輕將附著在植物根系的土壤刷落,作為該植物群落區(qū)根際土壤。將樣品迅速帶回實(shí)驗(yàn)室,立即自然風(fēng)干、過篩,置于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆茫?018年9月進(jìn)行試驗(yàn)。采樣地具體信息見表1。
1.2.1 培養(yǎng)基[17] WCX培養(yǎng)基:CaCl2·2H2O 0.1%,4-羥乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)0.48%,瓊脂1.5%,pH值7.2。培養(yǎng)基滅菌后,加入終濃度為25 μg/mL的放線菌酮溶液;培養(yǎng)基凝固后用活的大腸桿菌在其表面畫線。
ST21CX培養(yǎng)基:A液,K2HPO4 0.1%,酵母抽提物0.002%,瓊脂1.5%,蒸餾水670 mL;B液,KNO3 0.1%,MgSO4·7H2O 0.1%,MnSO4·7H2O 0.01%,CaCl2·2H2O 0.1%,F(xiàn)eCl3·6H2O 0.02%,蒸餾水330 mL。高壓蒸汽滅菌后將A、B等2個(gè)溶液混合,加入放線菌酮溶液(終濃度為25 μg/mL)。為分離嗜纖維素黏細(xì)菌,可在培養(yǎng)基表面放置滅過菌的濾紙。
VY/2培養(yǎng)基:安琪酵母0.5%,CaCl2·2H2O 0.1%,MgSO4·7H2O 0.05%,瓊脂1.5%,pH值7.6。高壓蒸汽滅菌后加入VB12溶液(終濃度為 0.5 μg/mL)和放線菌酮溶液(終濃度為25 μg/mL)。
CAS液體培養(yǎng)基:酪蛋白胨0.3%,MgSO4·7H2O 0.1%,pH值7.2。
VY/4培養(yǎng)基:安琪酵母0.25%,CaCl2·2H2O 0.1%,瓊脂1.5%,pH值7.2。
1.2.2 試驗(yàn)菌株 大腸桿菌(Escherichia coli)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、釀酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)均由筆者所在實(shí)驗(yàn)室提供;金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、沙門氏菌(Salmonella typhimurium)和鏈格孢菌(Alternaria alternata)分別由石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院和農(nóng)學(xué)院提供。以上菌株用于測定黏細(xì)菌的抗菌活性。
1.3 試驗(yàn)方法
1.3.1 黏細(xì)菌菌株的分離 利用兔糞誘導(dǎo)法[28]、大腸桿菌劃線誘導(dǎo)法和濾紙誘導(dǎo)法[29]對(duì)艾比湖濕地可培養(yǎng)黏細(xì)菌進(jìn)行分離。取適量樣品置于已滅菌的培養(yǎng)皿內(nèi),于58 ℃烘箱內(nèi)處理1~2 h,以除去樣品中不耐熱的雜菌及變形蟲[30]。用100 μg/mL的放線菌酮溶液浸泡樣品過夜。次日,倒掉廢液,取黃豆粒大小的樣品接種于WCX大腸桿菌劃線培養(yǎng)基、ST21CX濾紙誘導(dǎo)培養(yǎng)基及ST21CX兔糞誘導(dǎo)培養(yǎng)基中,封口。30 ℃恒溫培養(yǎng)7 d,持續(xù)觀察子實(shí)體的形成情況。每組試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)重復(fù)。
1.3.2 黏細(xì)菌的純化和驗(yàn)純 用無菌竹簽挑取兔糞表面及大腸桿菌周圍的子實(shí)體,采用直接純化法、反復(fù)轉(zhuǎn)接純化法、加熱純化法(58 ℃)和冷凍純化法(-80 ℃)進(jìn)行純化。挑取純化后的菌株接種于CAS液體培養(yǎng)基中,搖床過夜培養(yǎng)。若培養(yǎng)基澄清則說明該菌株已純;若培養(yǎng)基渾濁,則在VY/2固體培養(yǎng)基上繼續(xù)純化。將已純菌株用25%的甘油于-80 ℃進(jìn)行長期保存。
1.3.3 黏細(xì)菌的形態(tài)學(xué)分類 利用熒光顯微鏡對(duì)菌株的菌落形態(tài)、子實(shí)體形態(tài)、營養(yǎng)細(xì)胞及黏孢子形態(tài)進(jìn)行觀察[16-17,31]并拍照。參考《Bergeys manual of systematic bacteriology》[31]和《The prokaryotes》(第2版)[32]的分類標(biāo)準(zhǔn),對(duì)獲得的純菌株進(jìn)行初步鑒定。
1.3.4 菌株生理生化測定 根據(jù)《伯杰細(xì)菌鑒定手冊(cè)》(第8版)中對(duì)黏細(xì)菌理化特征的描述,對(duì)菌株進(jìn)行LB液體培養(yǎng)、明膠液化、吐溫-80利用、脲酶利用、硝酸鹽還原、剛果紅試驗(yàn)、纖維素降解、過氧化氫反應(yīng)、淀粉水解與牛奶胨化等試驗(yàn)。
1.3.5 黏細(xì)菌16S rDNA系統(tǒng)發(fā)育分析 采用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)法提取菌株的基因組DNA,利用細(xì)菌16S rDNA通用引物27F[33]和1495R[34]對(duì)黏細(xì)菌16S rDNA序列進(jìn)行擴(kuò)增。擴(kuò)增產(chǎn)物送至北京華大基因研究中心有限公司進(jìn)行測序。將測序所得的序列在NCBI網(wǎng)站上進(jìn)行BLAST序列比對(duì),再用MEGA 5.0軟件(Neighbor-Joining法)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,對(duì)艾比湖濕地可培養(yǎng)黏細(xì)菌多樣性進(jìn)行分析。本研究的測序序列已提交至GeneBank數(shù)據(jù)庫。
1.3.6 黏細(xì)菌抗菌活性分析 將黏細(xì)菌菌株接種在VY/2固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)7 d,待其長滿平板后,用滅過菌的打孔器打孔,制備黏細(xì)菌菌餅若干。
黏細(xì)菌抗細(xì)菌及抗釀酒酵母菌活性分析將試驗(yàn)菌株:大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌和枯草芽孢桿菌分別接種至牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基內(nèi),將釀酒酵母菌接種至馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)液體培養(yǎng)基內(nèi),37 ℃、180 r/min振蕩培養(yǎng)至菌液吸光度(D600 nm)為0.5。各取一定量的菌液,分別均勻涂布至牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基和PDA固體培養(yǎng)基上,晾干。用滅過菌的竹簽扎取黏細(xì)菌菌餅倒扣在涂有試驗(yàn)菌株的培養(yǎng)基的一側(cè),另一側(cè)放置同樣大小的無菌的VY/2瓊脂塊作為空白對(duì)照,封口。37 ℃恒溫培養(yǎng)7 d,觀察抑菌圈大小。每組試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)重復(fù)。
黏細(xì)菌抗鏈格孢菌活性分析:用滅過菌的竹簽扎取2~3塊黏細(xì)菌菌餅,將其倒扣在VY/4固體培養(yǎng)基上[35],在超凈臺(tái)內(nèi)放置1夜。次日,在離黏細(xì)菌菌餅約1 cm處的位置放置1塊相同大小的鏈格孢菌菌餅,另一側(cè)放置同樣大小的無菌的VY/2瓊脂塊作為空白對(duì)照,封口。30 ℃恒溫培養(yǎng)7 d,觀察抑菌圈大小。每組試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)重復(fù)。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同樣品中黏細(xì)菌的分離與純化
試驗(yàn)分析了不同樣品中黏細(xì)菌的分離情況。利用傳統(tǒng)的黏細(xì)菌分離方法,從新疆艾比湖濕地采集的15份樣品中共分離出60株疑似黏細(xì)菌菌株,經(jīng)純化得到22株純菌株,純菌率為36.7% (表2)。研究結(jié)果表明,胡楊、蘆葦和鹽角草樣品中均能誘導(dǎo)出球形(或卵球形)、肉粉色(或橘紅色)的子實(shí)體,且從胡楊根際土壤中分離到的黏細(xì)菌菌株數(shù)最多;朽木、鹽角草和蘆葦樣品中均能誘導(dǎo)出黃色(或黃綠色)、橢圓形或形狀不規(guī)則的子實(shí)體,且鹽角草根際土壤中誘導(dǎo)出的該類黏細(xì)菌是最多的;花花柴根際土壤中僅誘導(dǎo)出單個(gè)分布的圓形或近圓形的黃色子實(shí)體。然而,其余土壤樣品中未誘導(dǎo)純化出黏細(xì)菌菌株,這可能與各群落區(qū)的土壤類型、根系分泌物及土壤理化因子等有關(guān)。
2.2 黏細(xì)菌菌株的鑒定
2.2.1 菌株的形態(tài)特征 根據(jù)菌株的子實(shí)體形態(tài)、菌落形態(tài)、營養(yǎng)細(xì)胞及黏孢子形態(tài),將22株疑似黏細(xì)菌菌株分為3類,結(jié)果如表3所示。這些菌株形態(tài)各異,種類多樣,在VY/2固體培養(yǎng)上可形成不同形狀的菌落,呈圓形(或同心圓)擴(kuò)展或呈放射狀波紋,同時(shí)在菌落邊緣可形成薄而半透明的膜;子實(shí)體肉眼可見,以粉紅色、黃色和金黃色為主,形狀主要為球形或卵圓形,能產(chǎn)生大量的黏液;其營養(yǎng)細(xì)胞為細(xì)長桿狀、兩端稍尖、可彎曲,大小一般為(0.6~1.0) μm×(2~10) μm,為Ⅰ型營養(yǎng)細(xì)胞;黏孢子主要為橢圓形、卵圓形或圓形。部分菌株形態(tài)特征如圖1所示。
2.2.2 菌株的生理生化特征 對(duì)22株菌株進(jìn)行理化性質(zhì)檢測,發(fā)現(xiàn)所有菌株均不能在LB液體培養(yǎng)基中生長,且能夠利用吐溫-80、吸附剛果紅、可使硝酸鹽還原、淀粉水解、牛奶胨化;菌株WCX_LG-5對(duì)濾紙有輕微地降解作用,其余菌株均不能使濾紙降解。所有菌株理化特征與《伯杰氏細(xì)菌手冊(cè)》中對(duì)黏球菌屬特征的描述相符,進(jìn)一步結(jié)合形態(tài)特征,初步認(rèn)定22株純菌株為黏球菌屬菌株。
2.2.3 菌株16S rDNA系統(tǒng)發(fā)育分析 通過形態(tài)鑒定并結(jié)合菌株理化性質(zhì),初步認(rèn)定22株菌株為黏球菌屬菌株。為進(jìn)一步確定其分類,通過CTAB法提取了22株菌株的基因組DNA,利用細(xì)菌通用引物對(duì)菌株的16S rDNA序列進(jìn)行PCR擴(kuò)增,并將擴(kuò)增產(chǎn)物送至華大基因公司進(jìn)行測序。將測序后所得序列在NCBI上進(jìn)行BLAST序列比對(duì),利用MEGA 5.0軟件中的Neighbor-Joining 法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析。由圖2可看出,以脫硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)作為外群菌株,22株菌株分為3個(gè)分支。Ⅰ類菌株的分支屬于黏球菌屬(Myxococcus sp.,2株);Ⅱ類菌株的分支屬于黏球菌屬中的變綠黏球菌(Myxococcus virescens,14株);Ⅲ類菌株的分支屬于黏球菌屬中的橙色黏球菌(Myxococcus fulvus,6株)。然而,這3類菌株均屬于黏球菌屬(Myxococcus),這與菌株的形態(tài)鑒定結(jié)果相一致。由此可以看出,黏球菌屬為艾比湖濕地可培養(yǎng)黏細(xì)菌的優(yōu)勢種屬,且該地區(qū)可培養(yǎng)黏細(xì)菌多樣性不高,這可能與該地區(qū)特殊的土壤環(huán)境、植被類型和氣候等因素有很大關(guān)系。
2.3 黏細(xì)菌菌株的抗菌特性分析
利用平板對(duì)峙法,初步探究了22株黏細(xì)菌對(duì)6種指示菌株的抗菌活性。將指示菌株與黏細(xì)菌分別在牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基、PDA培養(yǎng)基及VY/4固體培養(yǎng)基上共同培養(yǎng)一定時(shí)間后,觀察黏細(xì)菌抑菌情況并記錄抑菌圈的大小。黏細(xì)菌抗菌活性檢測結(jié)果顯示,22株黏細(xì)菌均表現(xiàn)出對(duì)1種或多種指示菌株產(chǎn)生抗性,如圖3所示。其中,有14株黏細(xì)菌均可抑制大腸桿菌和沙門氏菌的生長,15株對(duì)枯草芽孢桿菌的生長表現(xiàn)出抑制作用,14株對(duì)金黃色葡萄球菌的生長表現(xiàn)出抑制作用,17株可以抑制釀酒酵母菌的生長,11株黏細(xì)菌能夠抑制鏈格孢菌的生長。然而,菌株WCX_LG-5和TF_YJC-1對(duì)6種指示菌株均具有抑制作用,具有廣譜的抗菌活性。此外,筆者所在課題組還發(fā)現(xiàn)歸屬于同一個(gè)種的黏細(xì)菌菌株對(duì)6種指示菌株的抗性具有一定的差異,結(jié)果如表4所示。從表5中可以看出,黏球菌屬菌株和橙色黏球菌能夠抑制釀酒酵母菌和鏈格孢菌的生長,而變綠黏球菌對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、釀酒酵母菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和鏈格孢菌均有抑制作用,這說明變綠黏球菌具有廣譜的抗菌活性。
3 討論
3.1 影響艾比湖濕地可培養(yǎng)黏細(xì)菌多樣性的因素
利用傳統(tǒng)的黏細(xì)菌分離方法,從新疆艾比湖濕地14份土壤樣品及1份朽木樣品中分離純化到14株變綠黏球菌、6株橙色黏球菌和2株黏球菌屬菌株,提示艾比湖濕地黏細(xì)菌多樣性不高,這與張鮮姣等對(duì)新疆鹽堿化土壤中黏細(xì)菌多樣性研究結(jié)果[18]一致。分析其原因主要有:(1)土壤理化因子(鹽堿度)。鹽堿地土壤顯著的特點(diǎn)是土壤的pH值、含鹽量較高,土壤肥力缺乏[36],土壤pH值、含鹽量及土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)含量與根系微生物多樣性呈顯著負(fù)相關(guān)[37]。通常,黏細(xì)菌在中性或偏堿性及有機(jī)質(zhì)豐富的土壤中較為常見[15,38]。而艾比湖濕地土壤鹽堿化嚴(yán)重,土壤養(yǎng)分及營養(yǎng)物質(zhì)均處于較低水平[39],因此該地區(qū)的鹽堿環(huán)境不利于黏細(xì)菌的生長。此外,在這種特殊的極端鹽堿環(huán)境中,可能有一些新種未被發(fā)現(xiàn)。(2)土壤性質(zhì)。黏細(xì)菌為土壤中常見的腐生菌,通常一小撮土壤就可分離出較多的黏細(xì)菌[31],但在不同的土壤環(huán)境中黏細(xì)菌的分布是不均勻的[40]。黏細(xì)菌在營養(yǎng)豐富的土壤樣品中較為豐富,而在含沙土壤中黏細(xì)菌含量較少[41]。艾比湖濕地的土壤多為沙性鹽堿土且土壤腐殖質(zhì)含量較低,這可能是影響?zhàn)ぜ?xì)菌分布及其多樣性的重要因素之一。(3)植被類型。從14種植物根際土壤樣品中分離篩選黏細(xì)菌菌株,其中在鹽角草、蘆葦、胡楊和花花柴根際土壤樣品中分離獲得了黏細(xì)菌菌株,其余植物根際土壤樣品中未分離純化出黏細(xì)菌。此外,從朽木、鹽角草和蘆葦樣品中都分離到了變綠黏球菌,然而從鹽角草樣品中分離到最多;從胡楊樣品中分離到的橙色黏球菌最多,而從花花柴樣品中只分離到2株黏球菌屬的菌株,而其他樣品中均未分離出黏細(xì)菌菌株,這說明不同的植被類型及根系分泌物可能會(huì)影響?zhàn)ぜ?xì)菌的分布及其多樣性特點(diǎn)。(4)黏細(xì)菌分離方法。蟻爍星等通過改進(jìn)分離方法,大大提高了誘導(dǎo)出的黏細(xì)菌的種類和數(shù)目[42]。而傳統(tǒng)的黏細(xì)菌分離方法本身具有一定的局限性[43],兔糞誘導(dǎo)法和大腸桿菌誘導(dǎo)法主要針對(duì)嗜細(xì)菌、黏細(xì)菌的分離,而濾紙誘導(dǎo)法主要分離嗜纖維素黏細(xì)菌菌株[44],所以每種方法并不適用于樣品中所有黏細(xì)菌菌株的分離。此外,有的黏細(xì)菌在純化過程中,其子實(shí)體會(huì)隨著純化傳代次數(shù)的增加而出現(xiàn)不生長、甚至出現(xiàn)死亡等情況[45]。因此在黏細(xì)菌分離純化過程中可能會(huì)丟失一些種屬,所以分離方法在一定程度上也會(huì)影響?zhàn)ぜ?xì)菌的多樣性。
3.2 黏細(xì)菌抗菌活性分析
黏細(xì)菌作為第三大類藥源微生物類群,其次級(jí)代謝產(chǎn)物的抗菌活性在其捕食細(xì)菌的過程中發(fā)揮著重要作用[20],而β-1,6-葡聚糖酶是目前報(bào)道的唯一的具有糖苷水解酶活性的外膜蛋白,是黏細(xì)菌捕食真菌的關(guān)鍵因子[35]。由于黏細(xì)菌不同種屬之間的特性差異較大,導(dǎo)致其捕食研究較為緩慢。試驗(yàn)初步探究了22株黏細(xì)菌對(duì)指示細(xì)菌和植物病原真菌的抗菌特性。結(jié)果表明,22株黏細(xì)菌菌株均對(duì)一種或多種指示菌株產(chǎn)生抗性,這可能與黏細(xì)菌的捕食作用及其產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物有關(guān)。
大腸桿菌是腸道桿菌中的一種,可以引起人或動(dòng)物的腸道感染,此外還會(huì)引起尿道和膀胱等感染[46]。金黃色葡萄球菌是常見的食源性致病菌,在適當(dāng)?shù)臈l件下,金黃色葡萄球菌能夠產(chǎn)生腸毒素,引起食物中毒,它是僅次于沙門氏菌和副溶血桿菌的第三大微生物致病菌。分離得到的22株黏細(xì)菌中,14株變綠黏球菌不僅能夠抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的生長,而且對(duì)枯草芽孢桿菌和沙門氏菌具有抑制作用,具有廣譜的抗菌活性,這可能是由于變綠黏球菌通過分泌蛋白酶、溶菌酶等裂解酶對(duì)指示菌株進(jìn)行消化和捕食的結(jié)果。試驗(yàn)中分離得到的6株橙色黏球菌對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌及金黃色葡萄球菌均無抑制作用,這與惠明等對(duì)橙色黏球菌抗菌活性分析結(jié)果[47]不一致,這可能與分離黏細(xì)菌的樣地及產(chǎn)生代謝產(chǎn)物菌株的特異性有很大關(guān)系。此外,試驗(yàn)結(jié)果顯示同一種屬的黏細(xì)菌對(duì)指示菌株的抗性具有一定的差異性,這可能與黏細(xì)菌產(chǎn)生的活性代謝產(chǎn)物的種類有關(guān)。
我國大面積種植梨樹,其果肉營養(yǎng)豐富。其果實(shí)和葉片等往往會(huì)被鏈格孢菌侵染,引發(fā)梨黑斑病,這嚴(yán)重影響梨的產(chǎn)量和品質(zhì)[48]。因此,對(duì)梨黑斑病病原微生物的生物防治是一件刻不容緩的事情。抗菌結(jié)果顯示,分離得到的14株黏細(xì)菌能夠抑制鏈格孢菌的生長,這為梨黑斑病病原微生物的防治及微生物農(nóng)藥的開發(fā)提供了新方案,同時(shí)也為黏細(xì)菌菌株代謝產(chǎn)物的深入研究提供了理論數(shù)據(jù),具有較好的現(xiàn)實(shí)意義。此外,通過對(duì)黏細(xì)菌抗菌活性的初步探究,發(fā)現(xiàn)菌株WCX_LG-5和TF_YJC-1對(duì)6種指示菌株的生長均具有抑制作用,具有廣譜的抗菌活性,是一類具有開發(fā)為菌劑潛力的微生物資源,在今后的研究中有望對(duì)其代謝產(chǎn)物進(jìn)行更深入的研究。
4 結(jié)論
利用黏細(xì)菌傳統(tǒng)分離方法,從新疆艾比湖鹽堿濕地中分離出22株黏細(xì)菌菌株。所有菌株最終被鑒定為橙色黏球菌、變綠黏球菌和黏球菌屬菌株。由此可知,艾比湖濕地可培養(yǎng)黏細(xì)菌多樣性不高,黏球菌屬為該地區(qū)可培養(yǎng)黏細(xì)菌的優(yōu)勢種屬。
黏細(xì)菌能夠抑制病原微生物的生長。22株黏細(xì)菌對(duì)一種或多種指示細(xì)菌和植物病原真菌的生長具有抑制作用,且同一種屬的黏細(xì)菌對(duì)指示菌株的抗性具有一定的差異性。
有的黏細(xì)菌已被開發(fā)為微生物菌劑用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。菌株WCX_LG-5和TF_YJC-1具有廣譜的抗菌活性,是一類具有開發(fā)為微生物農(nóng)藥前景的微生物資源,為其代謝產(chǎn)物的進(jìn)一步研究提供了基礎(chǔ)。
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