福建芽胞桿菌資源保藏中心的建設(shè)與管理

朱育菁，劉 波，陳 崢，王階平，葛慈斌，劉國(guó)紅，林營(yíng)志

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物資源研究所 350003)

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福建芽胞桿菌資源保藏中心的建設(shè)與管理

朱育菁，劉 波*，陳 崢，王階平，葛慈斌，劉國(guó)紅，林營(yíng)志

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物資源研究所 350003)

“福建芽胞桿菌資源保藏中心”是芽胞桿菌專屬資源庫(kù)，采用智能化信息管理系統(tǒng)，構(gòu)建了基于Ajax B/S模式的土壤資源庫(kù)和基于SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)的菌種資源庫(kù)，1994-2016年共保藏土壤樣品 15 800份和芽胞桿菌菌株 34 892株?；贓IP信息管理平臺(tái)，建立“福建芽胞桿菌資源保藏中心”網(wǎng)站，整合了芽胞桿菌相關(guān)資源，包括土壤、菌株、形態(tài)、生理生化、基因、脂肪酸、物質(zhì)、酶學(xué)和歷史文獻(xiàn)等，實(shí)現(xiàn)全程電子化管理和對(duì)外信息共享。

福建芽胞桿菌資源保藏中心；芽胞桿菌；電子化管理

自1994年以來(lái)，系統(tǒng)開(kāi)展芽胞桿菌資源多樣性的調(diào)查，保藏土壤樣品15 800份和芽胞桿菌菌株34 892株，并開(kāi)展了大量的芽胞桿菌新資源挖掘工作。2015年在福建省種業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目的支持下，福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)微生物創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)開(kāi)展“福建芽胞桿菌資源保藏中心” 的建設(shè)工作。該中心是芽胞桿菌的專屬資源庫(kù)，采用智能化信息管理系統(tǒng)，構(gòu)建智能化土壤資源庫(kù)和菌種資源庫(kù)，建立“福建芽胞桿菌資源保藏中心”網(wǎng)站，整合芽胞桿菌相關(guān)資源，包括土壤、菌株、形態(tài)、生理生化、基因、脂肪酸、物質(zhì)、酶學(xué)和歷史文獻(xiàn)等，實(shí)現(xiàn)全程電子化管理和對(duì)外信息共享。本文就福建芽胞桿菌資源保藏中心的建設(shè)及其取得的主要成果進(jìn)行階段性總結(jié)。

1 創(chuàng)建福建芽胞桿菌資源保藏中心的國(guó)內(nèi)外背景與現(xiàn)實(shí)意義

微生物資源是生物資源的重要組成部分，為了收集微生物資源，世界上多國(guó)建立了各自的微生物資源保存中心，如美國(guó)典型菌種保藏中心(ATCC)、澳大利亞微生物保藏中心(ACM)、全俄羅斯微生物保藏中心(VKM)、日本技術(shù)評(píng)價(jià)研究所生物資源中心(NBRC)和德國(guó)微生物菌種保藏中心(DSMZ)等。國(guó)內(nèi)較知名的菌種保藏單位主要有中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心(CCTCC)、中國(guó)普通微生物菌種保藏中心(CGMCC)、中國(guó)農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心(ACCC)和中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏中心(CICC)等，此外還有許多專屬資源庫(kù)，如茅臺(tái)集團(tuán)建立的白酒微生物菌種資源庫(kù)、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)建立的根瘤菌資源庫(kù)、北京農(nóng)林科學(xué)院建立的叢枝菌根真菌種質(zhì)資源庫(kù)(BGC)和內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)建立的乳酸菌菌種資源庫(kù)等，但國(guó)內(nèi)至今尚未見(jiàn)芽胞桿菌專屬資源庫(kù)的報(bào)道。

芽胞桿菌能產(chǎn)芽胞，具有很強(qiáng)的抗逆性，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，是一種公認(rèn)的重要功能微生物資源。盡管國(guó)內(nèi)外有大量的菌種資源庫(kù)或保藏中心，并且在保藏工業(yè)生產(chǎn)菌種、醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)用的菌種、模式菌種、教學(xué)和科研菌種等方面起到很好的作用，但較少涉及菌種的產(chǎn)酶特性、生理生化特征、次生代謝產(chǎn)物種類等信息，影響了對(duì)菌種功能的快速檢索。另一方面，因我國(guó)幅員遼闊、地形復(fù)雜、氣候變化多樣，有著十分豐富的芽胞桿菌資源，但作為微生物學(xué)基礎(chǔ)研究的重要領(lǐng)域，我國(guó)目前還沒(méi)有一個(gè)研究機(jī)構(gòu)系統(tǒng)地從事中國(guó)芽胞桿菌資源的收集、保存、鑒定、分類、系統(tǒng)發(fā)育規(guī)律等相關(guān)方面的研究，而且保存在中國(guó)各大保藏中心的芽胞桿菌模式菌株數(shù)量較少，與我國(guó)豐富的芽胞桿菌資源極不配匹，嚴(yán)重地影響到我國(guó)芽胞桿菌資源分類、系統(tǒng)發(fā)育及其開(kāi)發(fā)應(yīng)用等方面的研究。

針對(duì)這些問(wèn)題，福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物資源研究所農(nóng)業(yè)微生物中心提出建設(shè)“福建芽胞桿菌資源保藏中心”( Fujian Bacillus culture collection center， FBCCC)，受福建省種業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化工程——資源保護(hù)類等項(xiàng)目的資助，開(kāi)展相關(guān)工作，大量收集、保存省內(nèi)外乃至國(guó)外的芽胞桿菌資源載體(主要是土壤樣品)，進(jìn)行芽胞桿菌資源的分離和保存，分析各地芽胞桿菌的多樣性，從國(guó)外知名菌種保藏單位引進(jìn)芽胞桿菌模式菌株，開(kāi)展菌種鑒定、分類、功能菌株篩選、功能物質(zhì)分析等方面的研究，建立菌株資源與功能信息庫(kù)EIP(Enterprise Information Portal)智能化信息管理系統(tǒng)及其網(wǎng)站平臺(tái)，并對(duì)外實(shí)現(xiàn)信息共享。實(shí)施本項(xiàng)目的意義：一是更好地保護(hù)芽胞桿菌資源，二是促進(jìn)我國(guó)芽胞桿菌資源分類學(xué)研究，三是為微生物菌劑的開(kāi)發(fā)奠定物質(zhì)基礎(chǔ)，四是促進(jìn)芽胞桿菌菌種資源共享。

2 項(xiàng)目建設(shè)取得的主要成果

福建芽胞桿菌資源保藏中心的研究團(tuán)隊(duì)按照設(shè)計(jì)規(guī)劃(圖1)，采用智能化信息管理系統(tǒng)，構(gòu)建了基于Ajax B/S模式的土壤資源庫(kù)和基于SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)的菌種資源庫(kù)。同時(shí)，基于EIP信息管理平臺(tái)，建立“福建芽胞桿菌資源保藏中心”網(wǎng)站，整合了芽胞桿菌相關(guān)資源，包括土壤、菌株、形態(tài)、生理生化、基因、脂肪酸、物質(zhì)、酶學(xué)和歷史文獻(xiàn)等，實(shí)現(xiàn)全程電子化管理和對(duì)外信息共享。

“福建芽胞桿菌資源保藏中心”項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)展，主要表現(xiàn)在以下八個(gè)方面。

一是建立了全國(guó)規(guī)模最大的芽胞桿菌標(biāo)準(zhǔn)菌株庫(kù)，其中從德國(guó)DSMZ等引進(jìn)芽胞桿菌標(biāo)準(zhǔn)菌株有263株。

二是構(gòu)建了國(guó)內(nèi)最齊全的芽胞桿菌自有菌株數(shù)據(jù)庫(kù)，保存芽胞桿菌自有菌株 34 892 株。

三是調(diào)查采集了中國(guó)32個(gè)省份(包括臺(tái)灣)土壤等芽胞桿菌資源材料15 800份，建立芽胞桿菌資源采集標(biāo)準(zhǔn)流程1套。

四是建立一套芽胞桿菌新種的鑒定體系，發(fā)表芽胞桿菌新種10個(gè)。

五是建立了芽胞桿菌發(fā)酵系統(tǒng)和后處理系統(tǒng)，完成98種300多株芽胞桿菌的2400多個(gè)物質(zhì)測(cè)定，首次發(fā)現(xiàn)羥苯乙酯等6個(gè)具有免疫抗病活性的物質(zhì)。

六是在功能菌株篩選方面，開(kāi)展了7屬120種芽胞桿菌的7種酶資源挖掘，篩選出一批高產(chǎn)酶芽胞桿菌(213株)。

七是在芽胞桿菌資源保藏管理系統(tǒng)構(gòu)建方面，分別構(gòu)建了基于Ajax的B/S模式的土壤樣品資源庫(kù)和基于SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)的菌種資源庫(kù)智能化信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)土壤樣品和菌株樣品的智能化信息管理。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建芽胞桿菌EIP信息管理平臺(tái)，整合芽胞桿菌土壤資源、菌株資源、形態(tài)資源、生理生化資源、基因資源、脂肪酸資源、物質(zhì)資源、酶學(xué)資源、歷史文獻(xiàn)資源，實(shí)現(xiàn)全程電子化管理。

八是在資源信息共享方面，通過(guò)建立“福建芽胞桿菌資源保藏中心”網(wǎng)站，對(duì)外實(shí)現(xiàn)信息共享。每年向相關(guān)單位提供2000多個(gè)菌株。

(責(zé)任編輯：楊小萍)

Development and management of FujianBacillusResource Collection Center

ZHU Yu-jing, LIU Bo*, CHEN Zheng, WANG Jie-ping, GE Ci-bin, LIU Guo-hong, LIN Ying-zhi

(InstituteofAgriculturalBioresourcesResearch,FujianAcademyofAgriculturalSciences,FujianProvince350003)

FujianBacillusResource Collection Center is an exclusiveBacillusgermplasm repository. Intelligentized information management system was used to developBacillusresource collection based on soil resource collection in the B/S mode with the Ajax technology and strain collection based on SQL Server. As much as 15 800 soil samples and 34 892Bacillusstrains were collected during 1994-2016. Meanwhile, on the basis of EIP information management platform, the website on FujianBacillusResource Collection Center was developed and integrated with all relatedBacillusresources including soil, strains, morphology, physiology, biochemistry, gene, fatty acid, substrate, enzymology and historical documents to realize computerization management and external information share.

FujianBacillusResource Collection Center;Bacillus; computerization management

2016-07-03

朱育菁，女，1972年生，博士，研究員。

*通訊作者：劉波，男，1957年生，博士，研究員 (E-mail：fzliubo@163.com)。

國(guó)家自然科學(xué)基金(31370059)；福建省種業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目(2015S1794-04)。

10.13651/j.cnki.fjnykj.2016.08.026