植物无论是一粒种子还是一棵参天大树,都是一种相对复杂的生态环境,种类和丰度不同的
微生物栖息其中;无论是生活在植物体表还是组织内部,也无论它们与宿主植物的关系如何,这些微生物可以统称为植物共生菌(Plant microbiota)。对于目前尚未成功培养的微生物包括为数众多的植物共生菌,运用宏基因组(metagenome)的研究策略发掘其基因资源,可为医药和工业生物技术等领域带来创新成果。
与宿主植物相比,共生菌的基因组和生物量非常微小。因此,构建植物共生菌宏基因组文库必须首先突破共生菌富集的技术瓶颈。中国科学院昆明植物研究所曾英研究员带领焦军影、王浩鑫等研究生,经过三年多的努力,终于取得植物共生菌富集的突破和创新,依托共生菌富集方法的独特创新,成功构建了国际上首例植物共生菌宏基因组文库(Wang HX et al, Environmental Microbiology 2008,10: 2684-2691;Jiao JY et al, Journal of Applied Microbiology 2006,100: 830-837),相关技术已申请发明专利并公开(申请号:200710065724, 公开号:101050424)。该文库含一百三十七万个克隆,库容量47兆相当于5,000个链霉菌基因组拷贝,文库的基因组来源涵盖七个门类两百种以上的微生物,其中以放线菌(Actinobacteria)和变形菌(Proteobacteria) 的种类最为丰富,而且有相当一部分属于未可培养微生物(uncultured bacteria) 或新种来源。
新基因和新酶资源是生物技术和工业催化发展的驱动力。不依赖培养的微生物宏基因组文库作为新颖的基因资源,既是生物技术发展的源泉,也是发现新酶和开发生物催化剂的新途径。生物催化剂被视为21世纪化学工业可持续发展的必要工具,植物共生菌宏基因组文库这一崭新的基因资源,极有可能为生物催化剂的研制提供源头上的创新。
附:相关
论文和发明专利
1. Wang HX et al (王浩鑫 等) (2008) Enriching plant microbiota for a metagenomic library construction. Environmental Microbiology 10(10): 2684-91
2. Jiao JY et al (焦军影 等) (2006) Enrichment for microbes living in association with plant tissues. Journal of Applied Microbiology 100(4): 830-837
王浩鑫等,发明专利 (申请号:200710065724;公开号:101050424 )
相关内容见附件1
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