福建芽胞桿菌資源保藏中心的建設與管理

朱育菁，劉 波，陳 崢，王階平，葛慈斌，劉國紅，林營志

(福建省農業科學院農業生物資源研究所 350003)

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福建芽胞桿菌資源保藏中心的建設與管理

朱育菁，劉 波*，陳 崢，王階平，葛慈斌，劉國紅，林營志

(福建省農業科學院農業生物資源研究所 350003)

“福建芽胞桿菌資源保藏中心”是芽胞桿菌專屬資源庫，采用智能化信息管理系統，構建了基于Ajax B/S模式的土壤資源庫和基于SQL Server數據庫的菌種資源庫，1994-2016年共保藏土壤樣品 15 800份和芽胞桿菌菌株 34 892株。基于EIP信息管理平臺，建立“福建芽胞桿菌資源保藏中心”網站，整合了芽胞桿菌相關資源，包括土壤、菌株、形態、生理生化、基因、脂肪酸、物質、酶學和歷史文獻等，實現全程電子化管理和對外信息共享。

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，系統開展芽胞桿菌資源多樣性的調查，保藏土壤樣品15 800份和芽胞桿菌菌株34 892株，并開展了大量的芽胞桿菌新資源挖掘工作。2015年在福建省種業創新項目的支持下，福建省農業科學院農業微生物創新團隊開展“福建芽胞桿菌資源保藏中心” 的建設工作。該中心是芽胞桿菌的專屬資源庫，采用智能化信息管理系統，構建智能化土壤資源庫和菌種資源庫，建立“福建芽胞桿菌資源保藏中心”網站，整合芽胞桿菌相關資源，包括土壤、菌株、形態、生理生化、基因、脂肪酸、物質、酶學和歷史文獻等，實現全程電子化管理和對外信息共享。本文就福建芽胞桿菌資源保藏中心的建設及其取得的主要成果進行階段性總結。

1 創建福建芽胞桿菌資源保藏中心的國內外背景與現實意義

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，世界上多國建立了各自的微生物資源保存中心，如美國典型菌種保藏中心(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)、日本技術評價研究所生物資源中心(NBRC)和德國微生物菌種保藏中心(DSMZ)等。國內較知名的菌種保藏單位主要有中國典型培養物保藏中心(CCTCC)、中國普通微生物菌種保藏中心(CGMCC)、中國農業微生物菌種保藏管理中心(ACCC)和中國工業微生物菌種保藏中心(CICC)等，此外還有許多專屬資源庫，如茅臺集團建立的白酒微生物菌種資源庫、中國農業大學建立的根瘤菌資源庫、北京農林科學院建立的叢枝菌根真菌種質資源庫(BGC)和內蒙古農業大學建立的乳酸菌菌種資源庫等，但國內至今尚未見芽胞桿菌專屬資源庫的報道。

芽胞桿菌能產芽胞，具有很強的抗逆性，在農業、工業、醫學等領域被廣泛應用，是一種公認的重要功能微生物資源。盡管國內外有大量的菌種資源庫或保藏中心，并且在保藏工業生產菌種、醫學和農業用的菌種、模式菌種、教學和科研菌種等方面起到很好的作用，但較少涉及菌種的產酶特性、生理生化特征、次生代謝產物種類等信息，影響了對菌種功能的快速檢索。另一方面，因我國幅員遼闊、地形復雜、氣候變化多樣，有著十分豐富的芽胞桿菌資源，但作為微生物學基礎研究的重要領域，我國目前還沒有一個研究機構系統地從事中國芽胞桿菌資源的收集、保存、鑒定、分類、系統發育規律等相關方面的研究，而且保存在中國各大保藏中心的芽胞桿菌模式菌株數量較少，與我國豐富的芽胞桿菌資源極不配匹，嚴重地影響到我國芽胞桿菌資源分類、系統發育及其開發應用等方面的研究。

針對這些問題，福建省農業科學院農業生物資源研究所農業微生物中心提出建設“福建芽胞桿菌資源保藏中心”( Fujian Bacillus culture collection center， FBCCC)，受福建省種業創新與產業化工程——資源保護類等項目的資助，開展相關工作，大量收集、保存省內外乃至國外的芽胞桿菌資源載體(主要是土壤樣品)，進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，從國外知名菌種保藏單位引進芽胞桿菌模式菌株，開展菌種鑒定、分類、功能菌株篩選、功能物質分析等方面的研究，建立菌株資源與功能信息庫EIP(Enterprise Information Portal)智能化信息管理系統及其網站平臺，并對外實現信息共享。實施本項目的意義：一是更好地保護芽胞桿菌資源，二是促進我國芽胞桿菌資源分類學研究，三是為微生物菌劑的開發奠定物質基礎，四是促進芽胞桿菌菌種資源共享。

2 項目建設取得的主要成果

福建芽胞桿菌資源保藏中心的研究團隊按照設計規劃(圖1)，采用智能化信息管理系統，構建了基于Ajax B/S模式的土壤資源庫和基于SQL Server數據庫的菌種資源庫。同時，基于EIP信息管理平臺，建立“福建芽胞桿菌資源保藏中心”網站，整合了芽胞桿菌相關資源，包括土壤、菌株、形態、生理生化、基因、脂肪酸、物質、酶學和歷史文獻等，實現全程電子化管理和對外信息共享。

“福建芽胞桿菌資源保藏中心”項目建設進展，主要表現在以下八個方面。

一是建立了全國規模最大的芽胞桿菌標準菌株庫，其中從德國DSMZ等引進芽胞桿菌標準菌株有263株。

二是構建了國內最齊全的芽胞桿菌自有菌株數據庫，保存芽胞桿菌自有菌株 34 892 株。

三是調查采集了中國32個省份(包括臺灣)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準流程1套。

四是建立一套芽胞桿菌新種的鑒定體系，發表芽胞桿菌新種10個。

五是建立了芽胞桿菌發酵系統和后處理系統，完成98種300多株芽胞桿菌的2400多個物質測定，首次發現羥苯乙酯等6個具有免疫抗病活性的物質。

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

七是在芽胞桿菌資源保藏管理系統構建方面，分別構建了基于Ajax的B/S模式的土壤樣品資源庫和基于SQL Server數據庫的菌種資源庫智能化信息管理系統，實現土壤樣品和菌株樣品的智能化信息管理。在此基礎上構建芽胞桿菌EIP信息管理平臺，整合芽胞桿菌土壤資源、菌株資源、形態資源、生理生化資源、基因資源、脂肪酸資源、物質資源、酶學資源、歷史文獻資源，實現全程電子化管理。

八是在資源信息共享方面，通過建立“福建芽胞桿菌資源保藏中心”網站，對外實現信息共享。每年向相關單位提供2000多個菌株。

(責任編輯：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)。

國家自然科學基金(31370059)；福建省種業創新項目(2015S1794-04)。

10.13651/j.cnki.fjnykj.2016.08.026