红树林土壤微生物与其代谢产物研究进展

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红树林土壤微生物与其代谢产物研究进展

杨晓洪, 顾觉奋

（中国药科大学生命科学与技术学院， 南京 210009）

摘 要： 分布于海岸潮间带的红树林独特土壤生境中蕴藏着丰富的微生物资源，然而，由于认识水平和技术手段的限制，至今人们对红树林土壤微生物的系统了解仍较为有限。近年来，随着科学技术的发展，红树林土壤微生物及其相关活性代谢产物的研究引起了较多的关注。文中主要阐述了红树林土壤微生物物种多样性，代谢产物及其活性物质，生物修复作用等相关方面的研究进展，并展望了该领域研究的重要性和发展趋势。

关键词：红树林； 土壤微生物； 代谢物； 多样性； 生物修复

中图分类号：Q815 文献标识码：A 文章编号：1001-8751(2011)03-0097-04

The Development of Studies on Mangrove Soil Microorganisms

and their Metabolites

Yang Xiao-hong, Gu Jue-fen

（Institute of Life Science and Technology, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009）

Abstract: The rich microbial resources stored in the interface of land and sea within low latitudes were distributed throughout the special mangrove soil. However, being con fi ned by the knowledge and cultivation means, the field on mangrove soil microbial communities was at starting. Recently, with the development of science and technology, the researches of mangrove soil microorganism and related active metabolites have attracted more attention. The progresses were expounded about studying on mangrove soil microbial species diversity, metabolites and its activity material, biorestoration effect were summarized. In addition, the bright future of the importance and develop tendency on this fi eld was described.

Key words ： mangrove; soil microorganisms; metabolites; diversity; biorestoration

收稿日期：2011-02-24

作者简介：杨晓洪， 在读研究生，微生物与生化药学专业。E-mail ：yyxxhh528@

*,通讯作者：顾觉奋， 教授， 硕士研究生导师， 从事微生物制药教学与研究。

红树林是自然分布于热带、亚热带海岸潮间带的木本植物群落，由于周期性遭受海水浸淹，其土壤兼有海洋和陆地的性质却又有所区别，这种独特的土壤生境决定着其中微生物的多样性及其资源的珍稀性[1]。近年来由于陆地资源的不断开发，发现新的微生物及活性代谢产物的可能性日趋减少，红树林土壤微生物引起了科学家研究的浓厚兴趣。目前，主要集中于对红树林土壤微生物及其活性代谢产物的生物多样性，生物修复作用方面的研究。

1 红树林土壤微生物多样性的研究

红树林独特的生境造就独特而丰富的微生物种类，所以加强红树林土壤微生物多样性研究具有重要的意义。

1.1 红树林土壤微生物物种多样性的研究1.1.1 细菌

与其他水生土壤及沉积物生境一样，异养原核生物在红树林土壤中占有绝对优势。研究表明，红树林土壤中普遍存在固氮菌，磷酸盐溶解菌，硫酸

国外医药抗生素分册 2011年5月第32卷第3期

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盐还原菌，铁—锰还原菌，缺氧光合细菌，产甲烷菌，产酶菌，反消化细菌等[2]，如表1。

近年来许多新细菌不断被发现。Jalal等[3]研究马来西亚东部半岛热带红树林沉积物中抗生素耐药菌时分离到多种细菌，如嗜水气单胞菌群(Aeromonas hydrophila group 1, 2)，青紫色素杆菌（Chromobacterium violaceum），铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa)，沙雷菌属（Serratia rubudaea），克雷伯菌属（Klebsiella pnuemoniae ），阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）。Atsushi等[4]从日本冲绳岛红树林中分离到能降解壳多糖的细菌Microbulbifer chitinilyticus sp. nov.和Microbulbifer okinawensis sp. nov。

1.1.2真菌

真菌多为腐生菌，主要是子囊菌纲，半知菌，担子菌类[1]。Zakaria等[5]从马来西亚红树林土壤中分离鉴定到镰刀菌属（Fusarium Species）F.Solani，F.oxysporum和 F.Verticillioides，其中F. Solani是红树林土壤中最常见的种类。Limtong等[6]在泰国红树林土壤中发现了两株新的变形酵母菌SR16 和UB13，被鉴定为Candida sekii sp. nov。叶波平研究组根据形态学和 ITS 序列分析结果，将一株分离自海南东寨港红树林保护区红海榄根际土壤的菌株 XGH2321 鉴定为青霉属真菌[7]，将一株分离自木榄根际土壤的菌株 F5 鉴定为曲霉属环绕组真菌，其在形态学特征和ITS序列上与Aspergillus ochraceopetaliformis极为相似[8]。

1.1.3放线菌

红树林土壤放线菌主要为小单胞菌属和链霉菌属，同时还有链轮丝菌、链孢囊菌、小多胞菌、红球菌、诺卡氏菌和游动放线菌等属。近年来对放线菌种展开了大量研究。

日本学者Ara等[9]从孟加拉国Maheshkhali红树林根际土壤中分离到一株新放线菌 Actinomadura M a h e s h k h a l i e n s i s s p.n o v。T h a w a i等[10]从泰国p a t t a l o o n g红树林土壤中发现一株新放线菌Micromonospora pattaloongensis sp. Nov，基于形态学，分子分类学和16S rRNA基因序列系统发育分析，该菌株属于小单胞菌属，与Micromonospora olivasterospora DSM 43868T基因序列有98.7%的相似性。

1.2 红树林土壤微生物数量及分布规律的研究

研究红树林土壤微生物的分布规律是系统、深入研究红树林微生物的必要基础，将推动进化分类学研究，更是菌种资源开发的重要基础。

目前对红树林土壤微生物数量和分布规律进行了初步研究。各地红树林土壤微生物数量以细菌类群占绝对优势，其次是放线菌和丝状真菌[1]。林鹏等[11]研究了福建九龙江口红树林土壤微生物的时空分布，结果表明红树林土壤的细菌、放线菌、丝状真菌和微生物，总数随着土壤深度的增加而下降；且随季节变化明显，夏季最多，冬季最少，春秋季位于夏冬两季之间，或高或低，但差值不大。

2 红树林土壤微生物生理活性物质多样性的研究

微生物在其生命活动过程中产生大量种类丰富的生理活性物质，包括种类繁多的代谢物和丰富的酶类。微生物正是靠其代谢能力强和代谢途径多样性的特点才成为生态系统不可缺少的重要一环。红树林土壤以其生境的特殊性养育了大量具有特色代谢产物的微生物类群。

2.1代谢物多样性的研究

2.1.1抗菌活性代谢产物研究

表1 红树林土壤细菌

Table1 Bacteria from mangrove soil

分类菌名

固氮菌固氮菌属(Azotobacter)，根瘤菌属(Rhizobium)，梭菌属(Clostridium)，固氮螺菌属(Azospirillum)，斯顿氏菌属(Listonella anquillarun)，弧菌属(Vibrio campbelli)，叶杆菌属(Phyllobacterium sp.)

磷酸盐溶解菌解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens），类芽孢杆菌属（Paenibacillus macerans），茁平胞菌（Xanthobacter agilis），产气肠杆菌（Enterobacter aerogenes）

硫酸盐还原菌脱硫弧菌属（Desulfovibrio desulfuricans），东方脱肠状菌(Desulfomaculum orientis)，脱硫叠球菌属(Desulfosarcina variabilis)等

光合缺氧菌紫硫菌，紫色无硫菌

产甲烷菌拟甲烷球菌属（Methanococcoides methylutens）

产酶菌嗜盐菌（盐球菌属），芽孢杆菌属，弧菌属