特境放线菌新物种的分类学初步研究
人类认识微生物的历史源远流长，从它们的次级代谢产物中发现新药也成为人类医学领域最重要的突破之一。微生物产生的次级代谢产物具有各种不同的生物活性，如抗生素就是人们熟悉的具有抗感染、抗肿瘤作用的微生物次级代谢产物。自20世纪40年代初青霉素用于临床以来，许多曾经严重危害人类生命健康的感染性疾病得到了有效控制。随后人们又从微生物次级代谢产物中发现了一大批目前已用于临床的抗生素，如庆大霉素、林可霉素、比阿培南、丝裂霉素C等[1]。目前上市的各种具有结构代表性的抗菌药物中大部分都直接来自微生物发酵的次级代谢产物，或是其化学修饰物[2]。抗生素在20世纪使人类的平均寿命延长了一倍，然而近年来由于抗生素的不当使用，越来越多的病菌又有卷土重来之势，寻找新的微生物药物成为人类迫切的任务之一[3]。
目前人们对极端环境的微生物资源还知之甚少，而微生物为了适应所栖息的极端环境，它们的许多生理特性均会与正常环境中的微生物有所不同。另一方面，由于适应极端环境的结果，受其独特基因调控的影响，这些微生物必然具有特殊的代谢类型，并有极大可能产生特殊的极其多样化的代谢产物。目前世界药物市场上67%的抗生素产品来自微生物，其中三分之二又是放线菌产生的（例如新霉素、氯霉素）[4]，基于这样的前提，选择性采用特境放线菌新颖菌株进行多种方式培养及次级代谢产物研究，以期找到新的有用化学结构[5]。因此生存于极端环境中的放线菌将是可以利用的天然产物源泉。
中国幅员辽阔，自然生态环境复杂多样，是世界上沙漠、沙地及沙化土地最多的国家之一。沙漠地区最显著的特征是风大沙多，干燥少雨，光照强烈，冷热剧变，属于特殊环境的一种。这些特殊的生态因子常成为许多物种生存的限制因素，但它并不是生命的禁区。近年来人们在沙漠中发现了多种多样的具有顽强生命力的特殊微生物[6]。如2011年国外学者Goodfellow从阿塔卡马沙漠分离到四个安莎类抗生素chaxamycinsA-D，同年德国学者Tohannes F Imhoff从阿塔卡马沙漠链霉菌中分离得到四个氨基醌类新化合物Abenquines A-D。最近Maria del Carmen Montero-Calasanz等人又从撒哈拉沙漠中分离出一株地嗜皮菌属（Geodermatophilus）的新放线菌[7]。由此可见，中国的沙漠因其独特的生态因子，将会蕴含着丰富的放线菌资源。
放线菌是具有分支形状的革兰氏阳性菌，具有丰富的形态分化多样性，其细胞没有细胞核，属于原核生物。放线菌是一类重要的自然资源，某些种能产生抗生素，如利福霉素等，有些种产生可供利用的重要的代谢产物，如2,3-二羟基苯甲酸、环己乙酸、L-组氨酸等；某些种产生重要的酶类，如胆固醇氧化酶、葡糖糖异构酶、溶菌酶等；还有些可用于废水（物）的生物处理。
放线菌分类地位的确立经历了漫长而曲折的过程，由早期的描述分类到现代的化学分类（chemical taxonomy）和分子分类（molecular taxonomy），以至现在的多相分类（polyphasic taxonomy）。类诺卡氏菌是Prauser于1970年在国际第十届微生物学会讨论会上提出的，于1976年正式发表。在长期的放线菌分类实践中，诺卡氏菌型放线菌被分到了放线菌纲，放线菌目中。该属菌的特点是：菌丝体生长发育良好，多分支，革兰氏阳性，好气，中温。菌丝体分基丝与气丝两种，基丝纤细，直径0.5-0.8m，气丝生长成薄层，直径0.6-1m，这两种菌丝体都生有横隔，并断裂成不规则的杆状和球状体，表面光滑；细胞壁组份Ⅰ型（即含有LL-二氨基庚二酸、甘氨酸为特征组份），而非诺卡氏菌属细胞壁组份Ⅳ型（即DL-二氨基庚二酸、阿拉伯糖、半乳糖为特征的组份）；不产生诺卡氏菌酸和LCN-A；不抗酸，过氧化氢酶阳性，不产生黑色素；DNA中GC分子含量为66.3%[8]。
本课题组前期从我国新疆塔克拉玛干沙漠南麓分离得到的是一株类诺卡氏菌属放线菌，经PCR扩增其16S rRNA基因序列，通过序列比对初步鉴定其为类诺卡氏菌属的一个新种，编号为SC。接下来拟通过对其形态学特征、生理生化特性研究、化学成分分析和基因型特征分析等多方面展开实验，综合其表型、基因型及系统进化分析等方面的信息确定该菌株的多相分类和系统发育地位[9]。具体的实验过程如下：
一、经典的形态学观察
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