中国芽胞杆菌资源分类及其系统发育研究精选.doc

中国芽胞杆菌资源分类及其系统发育研究 芽胞杆菌属（Bacillus genus）属于细菌界（Bacteria），厚壁菌门（Firmicutes），杆菌纲（Bacilli），杆菌目（Bacillales），杆菌科（Bacillaceae）。芽胞杆菌是一类非常重要的微生物资源，在工业、农业、医学、科学等领域具有着重要的作用。研究芽胞杆菌系统分类对芽胞杆菌资源利用具有重要意义。本项目从中国各地采集不同生境类型的土壤标本，采用稀释涂布法分离土壤中的芽胞杆菌并进行-80 ℃甘油冷冻保存，建立芽胞杆菌资源库和土壤资源库及信息数据库。以从德国微生物保藏中心DSMZ引进芽胞杆菌属及近缘属模式菌株为参考菌株，通过多相分类法即形态特征、生理生化特性、化学特性和分子特性多角度进行芽胞杆菌系统分类研究，建立芽胞杆菌脂肪数据库，建立中国芽胞杆菌分类体系，并将芽胞杆菌脂肪酸数值分类和分子系统发育分类相比较，提出芽胞杆菌脂肪酸分类新观点。最后，根据分类结果，将我国的芽胞杆菌资源按地理位置和生境类型进行分类，从而完成中国土壤中芽胞杆菌资源采集整理，撰写中国杆菌志，为我国利用芽胞杆菌资源提供方便。 英文摘要： （一）立项依据与研究内容（4000-8000字）： 1、项目的立项依据（研究意义、国内外研究现状及发展动态分析，需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；或结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。附主要参考文献目录）. 系统进化 1.1研究意义 芽胞杆菌属（Bacillus genus）属于细菌界（Bacteria），厚壁菌门（Firmicutes），杆菌纲（Bacilli），杆菌目（Bacillales），杆菌科（Bacillaceae）。芽胞杆菌可产生抗逆性极强的内生芽胞来度过不利的生长条件，因此，在世界各地分布极为广泛，特别是在极端环境（北极、高山、冰川、深海、温泉、盐田、矿藏等）中常有芽胞杆菌的踪迹。芽胞杆菌在生态系统中起到极其重要的作用（）。芽胞杆菌种类繁多，迄今为止，世界上共记录了芽胞杆菌属（Bacillus）171种芽胞杆菌近缘属48属种（Euzéby2011）。中国芽胞杆菌的资源也十分丰富，遗憾的是系统从事芽胞杆菌资源收集、保存、鉴定、分类等研究机构很少，保存的芽胞杆菌模式菌株十分缺乏，严重地阻碍了芽胞杆菌资源分类与系统发育的研究。 芽胞杆菌产生多种多样的活性物质，在工业、农业、医学、环境等领域有着重要的经济价值。芽胞杆菌可以用于生产工业原料如丙二醇、肌苷等(邵敬伟等，2002)、医药卫生如益生菌等（等，）、食品加工如乳酸芽胞杆菌（）、生物农药（等，20）、生物肥料（）、生物保鲜剂如龙眼短短芽胞杆菌保鲜菌（车建美等，2010）、饲用益生菌如枯草芽胞杆菌益生菌（等，20）、环境生物修复剂（）、猪粪降解剂如凝结芽胞杆菌猪粪降解菌（刘波等，20）、水质生物净化剂（）等。到目前为止，微生物活菌制剂90%于芽胞杆菌。同时，芽胞杆菌也是一种模式微生物，在生物学、生态学、生理学、分子生物学、病理学、基因组学、蛋白组学、转入组学、代谢组学等领域具有重要的研究意义。 鉴于芽胞杆菌的重要研究和应用价值，发达国家如德国、美国、法国、英国、比利时、日本等已建立了完善的资源收集和研究体系。丰富的模式菌株资源，为芽胞杆菌新种的鉴定和分类体系的研究提供了重要的基础作用。德国的菌种保存中心（DSMZ）等均保存收集了完整的芽胞杆菌（Bacillus）模式171种芽胞杆菌近缘属48属种。近10年来（2001-2011），全世界发表的芽胞杆菌共，其中，大多数新种发表者发达国家，占了总数。韩国和日本发表的芽胞杆菌新种相对较多，分别占了发表的新种占总数的1 尽管我国在IJSEM上也发表了新种（刘国红等，2011），但作为微生物学基础研究的重要领域，主要从事分类相关的实验室和研究人员却很少以东秀珠等为首的中国科学院微生物研究所微生物资源前期开发国家重点实验室和云南大学。我国幅员辽阔，，芽胞杆菌资源蕴藏丰富，但系统性的资源发掘工作非常缺乏。据周宇光等（2007）主编的《中国菌种目录》记载，保存在中国各大保藏中心的芽胞杆菌属的模式菌株仅25种这些数量芽胞杆菌属（Bacillus）的模式菌株171种对芽胞杆菌资源分类和系统发育研究来说是远远不够的。 围绕中国芽胞杆菌系统分类体系的建立，申请者提出“中国芽胞杆菌资源分类及其系统发育研究”，并作了大量的前期研究准备工作。利用与德国波恩大学合作，从德国菌种保藏中心DSMZ）引进芽胞杆菌属模式菌株151种总数的%，，与国际分类接轨为本项目的研究打下坚实的基础。申请者近15年来致力于芽胞杆菌鉴定分类和功能开发，在全国省采集的不同生境土壤样本5400份，分离到芽胞杆菌菌株8000余株多相分类法的技术且拥有进行的所同时完整芽胞杆