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研究拟孢囊菌属放线菌
北纳生物 2019-05-08

<放线菌>

原标题:拟孢囊菌属放线菌的研究进展

熊有威,蒋继宏,秦盛

摘要:拟孢囊菌属(Kibdelosporangium)是一个经典的丝状放线菌类群。自Shearer等于1986年建立该属以来,不断有新的菌株从不同生境中被纯培养分离得到,目前已有效发表8个种、2个亚种。拟孢囊菌属作为稀有放线菌属,是获得新型抗生素类次生代谢产物的重要资源。本文结合我们分离到的一株该属菌株的功能研究、基因组分析和相关文献资料,系统综述了拟孢囊菌属放线菌的建立、分类学特征、属内种的分布、活性次级代谢产物的发现以及其他功能应用和开发前景,以期为该属其他新分离菌株的分类鉴定、新颖次级代谢产物的发现、功能基因资源的挖掘与开发提供借鉴。

自1943年美国微生物学家Waksman从链霉菌中发现链霉素以来,放线菌一直是人类发现抗生素的主要微生物类群。但是伴随着细菌耐药性问题日趋严重、以及不断出现的新型疾病,当前发现新的有效抗生素面临着前所未有的挑战。非链霉菌属的稀有放线菌广泛分布于各种环境中,常具有独特的形态及生理特点,也能和链霉菌属一样能产生结构新颖、活性独特的生物活性药物,如庆大霉素、红霉素、万古霉素、利福平等已成功应用于临床。由于从链霉菌中发现新抗生素药物的几率越来越小,从稀有放线菌中寻找新的抗生素显得至关重要。

近年来,随着微生物纯培养分离技术的不断发展,越来越多不同生境来源的稀有放线菌资源被发掘出来。同时,伴随着高效基因组挖掘(genome mining)等技术的应用,从稀有放线菌中发现新型活性产物的报道显著增加,特别是海洋来源和植物内生稀有放线菌因被发现产生结构新颖、活性显著的新次级代谢产物而备受关注。

拟孢囊菌属(Kibdelosporangium)是一个经典的丝状、稀有放线菌类群,隶属于放线菌门(Actinobacteria)放线菌纲(Actinobacteria)假诺卡氏菌亚(Pseudonocardineae) 假诺卡氏菌科(Pseudonocardiaceae),目前包括8个有效描述种,2个亚种,模式种为荒漠拟孢囊菌(Kibdelosporangium aridum)。该属的菌株广泛分布于沙漠、稀土矿、根际土壤、植物和地衣等环境,具有多种生物学功能,其中最引人注目的特点是可以产生结构新颖的次生代谢产物,如糖肽类抗生素aridicins和kibdelins等。该属菌株还具有生物降解聚乳酸(polylactide,PLA)的功能,如菌株K. aridum能够完全降解高分子量的PLA,可以有效地用于含有聚乳酸的塑料废物处理中。同时,该属菌株是一类安全的微生物,未有病原菌的报道。

因此,拟孢囊菌属菌株具有产生多种活性代谢产物和降解酶的潜力,在新药开发、环境污染处理与修复等领域具有较大的研究和开发应用价值。本文对拟孢囊菌属的分类学、生态分布、基因组学及应用研究进展进行了综述,并对未来该属资源的深入研究进行了展望。

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