生活在极端环境中的微生物代表着生命对于环境的极限适应能力,具有特殊的生存方式和代谢途径,是重要的生物资源。位于塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠气候干旱少雨,营养水平低,是典型的极端环境。为了探索沙漠极端环境微生物的分离方法,采用研磨沙土、丝绒布影印、寡营养培养基、延长培养时间的组合方法分离沙漠难培养微生物。
采用LB和R2A培养基,并稀释至1/2、1/5、1/10、1/15、1/20、1/30、1/40、1/50、1/100、1/200、1/300,探索不同营养水平培养基对沙漠微生物分离培养的影响。结果表明,培养基的营养水平对沙漠微生物的分离培养影响显著。与原浓度培养基相比,低营养和寡营养培养基更有利于分离出稀有微生物类群,而高营养培养基则更适合分离出快速生长的常见菌株,降低培养基的营养水平更有利于获得稀有微生物类群。
微生物在适合其自身营养水平的培养基中生长,沙漠样品中只在中度营养水平培养基生长的微生物分布在4个属,分别是Noviherbaspirillum、Chelatococcus、Dietzia、Enterobacter;只在寡营养水平培养基生长的微生物分布在2个属,分别是Indioceanicola、Priestia;只在极寡营养水平培养基生长的微生物分布在10个菌属,分别是Altererythrobacter、Amycolatopsis、Chelativorans、Exiguobacterium、Falsibacillus、Isoptericola、Pararheinheimera、Pseudonocardia、Radiobacillus、Saccharomonospora。
经分离培养和种类鉴定,从塔克拉玛干沙漠样品中获得915株菌,分属于6个门,8个纲,27个目,43个科,101个属,共600个种,其中有超过100株菌最大相似度低于98.5%,为疑似新种。塔克拉玛干沙漠的优势菌为Streptomyces、Bacillus、Metabacillus。
本研究还探索了研磨对颗粒性样品中微生物分离培养的影响。因为沙漠样品中的矿物质、有机物和微生物往往吸附于沙粒表面和内部缝隙,难以充分释放,对沙漠样品进行精细研磨,可以确保各种成分和微生物充分释放,有利于颗粒性样品微生物的分离培养。
相关研究发表在MDPI-Biology杂志,题目为:Microbial community structure in the Taklimakan Desert: An exploration of nutrient levels in medium and culture methods,第一作者是塔里木大学2024级博士研究生文凤,夏占峰教授为通讯作者。该研究获得了第三次新疆综合科学考察项目--干旱区特殊生物种质资源调查与收集课题的资助,特此致谢。

图1 培养基不同稀释浓度分离获得的塔克拉玛干沙漠微生物

图2 不同营养水平分离获得的塔克拉玛干沙漠微生物