中国盐湖放线菌

本书全面描述了中国盐湖的分类与分布、盐湖生境可培养与非培养放线菌资源的挖掘、放线菌新种的系统分类、盐湖放线菌抗盐基因筛选以及功能基因挖掘、抗菌活性检测和天然产物解析等详细内容。为读者认识和挖掘盐湖生态放线菌资源及其功能提供了新的思路和参考。本书内容深入浅出，图文并茂，案例丰富，原理与应用操作相结合，可作为从事生物学或生态学方面的研究生、本科生及其相关专业大学教师的教学参考用书，也可供相关科研人员及其环境保护工作者参考。 

本书内容涉及（1）中国盐湖情况（2）中国盐湖放线菌多样性资源，包括可培养资源和非培养资源。（3）盐湖放线菌新物种的系统分类（4）盐湖放线菌分离技术（5）盐湖放线菌抗生素功能基因挖掘（6）盐湖放线菌抗盐基因及其机理（7）中国盐湖放线菌开发及展望等。

关统伟，生物化学与分子生物学博士，副教授，硕士生导师。主要从事微生物系统学与食品发酵工程。曾在微生物代谢国家重点实验室从事“具有抗肿瘤抗菌活性的嗜盐微生物天然产物挖掘”研究，在中国科学院微生物研究所从事放线菌系统学研究；至今研究盐湖放线菌13年，编著《放线菌系统分类技术》1部，主编《生物化学》教材1部。发表论文50多篇，其中SCI论文23篇。获得授权国家发明专利16项。主持和参与国家自然科学基金、973项目、863项目、教育部项目等7项。获得省级科技进步二等奖一项，成都市科技进步三等奖一项。现任西华大学微生物研究所所长，国家认证认可监督管理委员会认证认可技术研究所食品工业企业诚信管理体系（CMS）评价员，四川省科技扶贫专家，国家一级品酒师。

第一章中国盐湖/

第一节盐湖的形成条件/

第二节盐湖的分类/

第三节中国盐湖资源及其分布/

第四节盐湖放线菌资源的开发与保护/

 

 

第二章中国盐湖可培养放线菌的分离与物种多样性/

第一节放线菌的分离技术/

第二节罗布泊盐湖可培养放线菌多样性/

第三节硝尔库勒湖可培养放线菌多样性/

第四节艾丁湖可培养放线菌多样性/

第五节七角井盐湖可培养放线菌多样性/

第六节加依多拜湖可培养放线菌多样性/

第七节班戈错盐湖可培养放线菌多样性/

第八节察尔汗盐湖可培养放线菌多样性/

 

第三章盐湖非培养放线菌多样性/

第一节罗布泊盐湖非培养放线菌多样性/

第二节硝尔库勒湖非培养放线菌多样性/

第三节艾丁湖非培养放线菌多样性/

第四节七角井盐湖非培养放线菌多样性/

第五节加依多拜湖非培养放线菌多样性/

第六节班戈错盐湖非培养放线菌多样性/

第七节察尔汗盐湖非培养放线菌多样性/

 

第四章盐湖放线菌新物种的系统分类/

第一节放线菌系统分类演变/

第二节放线菌的多相分类/

第三节放线菌新种的系统分类/

 

第五章嗜盐菌的嗜盐机制及盐湖放线菌抗盐基因筛选/

第一节嗜盐菌的抗盐机制/

第二节盐湖放线菌抗盐基因的筛选/

第三节菌株4076钠离子输出相关基因的克隆及预测/

 

第六章盐湖放线菌功能基因挖掘与抗菌活性分析/

第一节盐湖放线菌PKS功能基因研究/

第二节盐湖放线菌NRPS功能基因研究/

第三节盐湖放线菌抗菌活性研究/

序

放线菌的代谢产物多样而丰富，是一个巨大的宝贵资源库，在医药、酶制剂、石油脱蜡、烃类发酵、环境污染处理、食品添加剂和人类健康方面发挥着重要作用。２０１７年全国政协常委陈绍军在
“两会”上更是建议 “将微生物资源作为国家重要战略性资源”加以保护和开发。盐湖放线菌是一类存在于天然高盐域中的极端微生物，抗逆能力强，其特殊的生理机制和代谢产物的多样性成为推动生物技术产业健康发展的宝贵资源，也是各国争夺战略资源和相关高新技术知识产权的一个重要领域。然而，近４０年来，随着工农业生产与盐湖生态环境的不断恶化，我国盐湖分布面积急剧萎缩，大多数已经干涸。造成我国许多盐湖放线菌资源还没来得及开发就已经消失。因此，加快我国盐湖放线菌资源的挖掘与保护已经到了刻不容缓的地步。《中国盐湖放线菌》是作者近十几年研究成果的总结，也是对我国盐湖生态放线菌研究的一次高水平梳理和提炼，更是我国第一部关于盐湖放线菌的专著，对我国盐湖生物资源开发具有重要指导意义。本书系统阐述了中国盐湖状况、极端环境盐湖放线菌资源的挖掘策略、放线菌新种的系统分类、不可培养放线菌资源的价值评估、盐湖放线菌抗盐基因及其利用前景、天然产物功能基因挖掘、活性检测及其开发潜力等，深度体现了我国盐湖放线菌的科学魅力，必将推动我国盐湖放线菌研究的深入发展，促进我国盐湖生态环境的保护，使极端环境微生物在高新生物技术领域绽放异彩。

 

该著作将最新的研究成果和多年的实践经验融入其中，理论性与实践性紧密结合，深入浅出，适应面广，学术价值高，为我国极端微生物研究人员提供了较为宽广的新思路，对我国社会环境和盐湖产业经济的发展将产生深远的影响。

 

前言

 

极端环境微生物被认为是地球上最大的尚未被开发的极具应用潜能的一类生物类群。生命世界最令人难忘的特征之一是独特的地理分布造就的极端生命的充分多样性。这些极端微生物的多样性是由于地理隔离以及遗传漂变的介导，使种群产生了对异质性环境的局域适应，并逐渐趋异，快速分化为不同的新物种。遗憾的是，我国盐湖环境近３０年来不断恶化，５０％的盐湖基本干涸，２０％的盐湖已经消失，不可避免的是盐湖中独特的放线菌资源还没来得及挖掘就已经不复存在了。可以想象，再过３０年，我国含卤水的盐湖还有几个？还将有多少个盐湖继续消失？因此，加快我国盐湖放线菌资源的挖掘与保护已经到了刻不容缓的地步。本书以我国盐湖为研究对象，系统阐述了中国盐湖的分类与分布、盐湖生境可培养放线菌的挖掘策略及其多样性、不可培养放线菌资源的探测与评估、放线菌新种的系统分类与现代技术、盐湖放线菌抗盐基因筛选及其机制、天然产物功能基因挖掘、抗菌活性检测及其成分解析与应用展望等详细内容；发现６０％以

 

上的盐湖沉积物中的放线菌为不可培养状态；挖掘放线菌新物种３０多个；解析出链霉菌并不是盐湖生态中的优势群体；认识到盐湖生态放线菌具有开发出新型天然产物的巨大潜力等。这些研究成果为盐湖放线菌资源的深度开发和保护提供了很好的科学参考依据。

 

为了使本书内容更加朴实、浅显易懂，避免过于复杂的晦涩描述，作者在从事盐湖放线菌资源研究１３年的基础上，怀着严谨的科学精神，图文并茂且系统地展现了我国盐湖放线菌的科学魅力。本书共分为６章，由浅入深，力求新颖；每个章节都做到内容精确到位，细节丰满有力；同时，也呼吁我国相关部门加强盐湖生态环境保护，从战略高度加快盐湖微生物资源的开发与利用，促进极端环境微生物在高新生物技术领域绽放异彩。

 

本书内容涉及面广，难免有不足之处，乞望读者指正！同时，本书的编写得到国家自然科学基金委
（３１０６０００３）、教育部 “春晖计划”（Ｚ２０１２０２２）、西华大学重点项目 （Ｚ１２２０５３０）及青年学者计划的大力资助。对此，表示衷心的感谢！

该著作将*的研究成果和多年的实践经验融入其中，理论性与实践性紧密结合，深入浅出，适应面广，学术价值高，为我国*微生物研究人员提供了较为宽广的新思路，对我国社会环境和盐湖产业经济的发展将产生深远的影响。

放线菌发现至今已有百余年的历史，放线菌系统分类学在这漫长的岁月里逐步得到了发展和提高。放线菌最早是由德国科学家Cohn（1875年）从人的泪腺感染中分离到一株丝状病原菌——链丝菌(streptothrix)而发现的，并因其菌落呈现放射状而得名。而后Harz（1877）建立了放线菌属（Actinomyces）。1916 年前后，Waksman 在研究土壤微生物时，首次把一些丝状细菌称之为“放线菌”（Actinomycetes），并详细描述了这些微生物。1961年Waksman出版了他的名著《放线菌属和种的分类，鉴定及描述》，从此放线菌分类学开始形成。这个时期的放线菌分类可以称之为依据以形态、培养和生理生化特征为主的经典分类。70年代，Lechevalier（Lechevalier，1971；Lechevalier，1980）夫妇及其同事们推广了化学分类体系，放线菌的化学分类系统也随之建立。1981年，Stackebrandt和Woese根据16S rRNA相似性，DNA-rRNA杂交和DNA-DNA杂交的结果，构建了放线菌与其他生物之间的系统发育树，从此放线菌分类进入了分子分类时代。当前的分类系统主要是综合了表型、化学型和基因型的多相分类系统。

 

我国在放线菌系统分类在老一辈的带领下不断完善，并走到了国际前列。1975年阎逊初先生带领放线菌分类组编写了我国第一部分类学著作《链霉菌鉴定手册》，并编写了《放线菌的分类与鉴定》，这些研究成果及其专著奠定了我国放线菌分类学的重要基础。1990年，阮继生先生编写出版了《放线菌研究及应用》；1992年，阎逊初出版了《放线菌的分类和鉴定》；1995 年，姜成林、徐丽华与许宗雄合著了《放线菌分类学》；1997年，《放线菌的分类基础》问世（阮继生，1997）；2007年，徐丽华、李文均等编著出版了《放线菌系统学：原理、方法及实践》；2011年阮继生先生编著了《放线菌快速鉴定与系统分类》；2016年，关统伟和张小平编著了《放线菌系统分类技术》，至此，我国放线菌系统分类得到了长足的发展与完善。