篩選微生物,挖掘微生物的力量和智慧
2022-05-19由 微語農技 發表于 林業
植物被紫外線照射過怎麼辦
由廣西科學院、廣西大學及南寧漢和生物科技股份有限公司組成50餘人的“世界長壽之鄉生態圈”聯合科考隊,奔赴桃花水母天窗群、巴馬世界長壽之鄉、世界最大天坑群等地開展多學科綜合科學考察,採集喀斯特地貌的岩石、土壤、植物、水體樣本用於分離篩選獨特優異的微生物,包括細菌、真菌、放線菌、古細菌、藍藻、矽藻等微生物,發掘在農業、工業、食品和醫藥保健品行業有應用潛力的功能菌株、活性代謝產物、功能基團及微生物群落。
此次共採集了191個樣品,其中漢和生物103個,廣西大學23個,廣西科學院65個樣品。
微生物資源的開發利用是繼動植物資源之後的第三大生物支柱產業,具有可再生性,其開發利用的基礎首先是選育新性狀、高產和低能耗等特性的優良菌株。漢和生物使用基因組重排技術去改良以獲得更多優秀菌種,基因組重排的第一步即是構建具有基因型和表型多樣性的基因組親本文庫。
漢和生物經過多次科考採集樣品進行微生物分離篩選,目前已分離篩選到大量生長速度快、環境耐受性好、產酶能力強、抑菌能力強等性狀優良的菌株,
為基因組重排技術構建了基因多樣化的親本菌種庫。
圖1基因組重排過程
(基因組重排技術(Genomeshuffling)是指利用多輪遞推原生質體融合對微生物進行全基因組範圍的基因片段重組和交換,以累積有益突變來
實現目標微生物的人工定向進化。
)
漢和生物最新進展:運用可培養恢復技術結合16SrRNA基因的分子鑑定技術,成功對此次科考採集的樣本進行了多樣性研究。經三個多月的努力,已完成全部樣品的分離篩選,從103個樣品中分離出446株菌,包括271株細菌、171株真菌及4株酵母菌。並將分離得到的菌株進行了一系列生理生化研究,包括最適生長溫度、pH、耐酸性、耐鹽性、產酶特性、固氮能力、解磷能力、解鉀能力等。另外,針對目前農業上常見的引起作物病害的病原真菌及病原細菌進行了多次的抑制篩選試驗。
圖2對樣品中的微生物進行分離培養純化
圖3部分分離的細菌和真菌平板圖片
截止2022年4月20日,已完成所有分離菌株與常見作物病原真菌及病原細菌的對峙試驗。試驗發現,共有21株細菌及55株真菌對包括香蕉炭疽病、香蕉枯萎病、棉花黃萎病、菸草疫黴等在內的常見作物病原真菌具有顯著的抑制作用;共有93株細菌對水稻白葉枯病病原菌(稻黃單胞菌)具有顯著的抑制作用;45株細菌對馬鈴薯瘡痂病病原菌(瘡茄病鏈黴菌)具有顯著的抑制作用;5株細菌對番茄青枯病病原菌(青枯勞爾氏菌)具有顯著的抑制作用。
表1部分分離細菌對病原真菌的抑制結果
表2部分分離真菌對病原真菌的抑制結果
表3部分分離細菌對病原細菌的抑制結果
透明抑菌帶
圖4部分分離細菌對病原真菌的抑制試驗
病原菌透明抑菌帶
圖5部分分離真菌對病原真菌的抑制試驗
透明抑菌圈透明抑菌圈
圖6部分分離細菌對病原細菌的抑制試驗
對分離菌株進行產酪蛋白酶、纖維素酶、澱粉酶、木質素酶試驗,
篩選出能產四種酶的81株細菌及2株真菌。
表4部分分離細菌產酶情況
表5分離真菌產酶情況
透明產酶圈
圖7部分分離細菌的產酶試驗
廣西科學院於此次採集的水樣中發現一箇中國首次報道的藍藻屬(藍細菌)。
藍藻平板菌落圖片 藍藻鏡檢圖片
圖8廣西科學院新發現藍藻圖片
總結:目前已完成所有采集樣品的分離純化及分離菌株的儲存工作,並初步篩選出耐受性強、產多種功能酶、對常見作物病原菌有良好抑制作用的多株細菌和真菌。
後續工作:
菌株代謝產物抑菌、促生試驗。
基因組重排,並結合使用生物資訊學、代謝工程、基因工程、功能基因組學等技術,高通量篩選獲得優良表性的目的菌株;
菌株代謝產物提取、濃縮,分析。
菌株代謝產物試用試驗,可用於農業、醫藥、化妝品等。
最佳化發酵工藝,中試放大。
放大試驗,效果驗證,完成登記,形成產品。