近距离观察放线菌

A Closer Look at Actinomycetes

作者：A.A.Mohamed Hatha， P.Lakshmanaperumalsamy

出版：Nova Science Publishers， Inc.

索书号：Q939.13/C645/2020/Y

ISBN: 978-1-53617-047-4

藏书地点：武大外教中心

放线菌属原核生物，普遍存在，产生需氧孢子，属于放线菌目，其基因组中G+C DNA含量高。它们的菌丝生活方式，揭示了一系列的形态分化。由于其基因组庞大，有大量的转录因子控制着各种基因的表达，因此它们具有稳定和持久的代谢多样性。放线菌由于其独特的代谢和生理能力，是生产重要代谢物和酶的良好模式。大约45%的生物活性化合物是由放线菌产生的。放线菌是广泛分布于陆生和水生环境的革兰氏阳性菌群。放线菌的特点是它们有菌丝的外观，不像大多数细菌，这类细菌能够产生一系列的生物活性分子，包括抗生素和各种酶。放线菌因其能产生多种抗生素而闻名，因此被各种研究小组广泛探索以寻找新的药物分子。由于种植维护放线菌不像其他细菌那样容易研究，它们的研究还相当不足。随着耐多药细菌的频繁出现，新抗生素的发现速度越来越快，人们对来自海洋环境、盐田、地热温泉、永久冰冻极地环境等特殊生境的放线菌重新产生了兴趣。内生放线菌也是目前这一领域研究的热点。

《近距离观察放线菌》一书于2020年由Nova Science Publishers， Inc.出版，作者是A.A.Mohamed Hatha及P.Lakshmanaperumalsamy。本书题为“仔细看看放线菌”，是一本由文献汇编而成的文章，阐述了许多有趣的话题，如“放线菌作为微生物药物工厂”、特殊生境的巴基斯坦的内生真菌、以及探索放线菌多样性和放线菌策略的分类，对于那些对放线菌研究感兴趣的人，以及对一般微生物学感兴趣的人来说，会发现这本书有很多有趣之处。本书共分为9章，较详细地介绍了放线菌的基本概念，探究思路及应用价值，以下详细说明。

第1章，将详细介绍放线菌的产物的药代动力学特性在临床研发中的突出地位。放线菌被证明能够产生具有优良生物活性的复杂化合物，这吸引了科学界进一步探索和了解放线菌的种类。天然产品拥有多种微生物的新来源，具有潜在的药用价值。其中，放线菌是一个很有前途的类群。它们也是经济和生物技术上重要的代谢物的最重要的合成者。放线菌的生物活性代谢物因其对多种疾病的治疗优势而在人类医学中具有重要的应用。这一组的成员可以被认为是大量抗菌药物（链霉素、四环素、氯霉素）、抗真菌药物（制霉菌素）、免疫抑制药物（雷帕霉素、环孢霉素）、抗病毒药物（衣霉素）、抗肿瘤药物（放线菌素、丝裂霉素C、蒽环类药物）、抗糖尿病药物（巴福霉素、链脲霉素）、抗寄生虫（阿维菌素）、高胆固醇血症（他汀类药物，如洛伐他汀和美伐他汀）和酶抑制剂（克拉维酸）化合物。此外，放线菌在生产临床证实的抗肿瘤药物方面具有巨大的潜力，如蒽环类（阿柔比星、柔诺霉素和阿霉素），抗代谢产物（pentostatin）和丝裂霉素。

第2章，将重点介绍印巴地区重要药用植物及其内生放线菌多样性的研究进展。此外，作者将强调其产生的多种代谢物及其生物活性。随着作者最近对植物内共生共生体内生菌的了解，这些植物的药用与这些迁移生物的生物化学联系得一样紧密。其中一种共生体是放线菌，它是众所周知的抗生素的生产者，已广泛地从土壤中分离出来;研究人员现在已经将注意力转向了那些转移到植物内部的生物。如果源植物被用于传统药物的治疗目的，那么居住在其中的放线菌更有可能成为新的药物来源。这一假说最显著的例子是蛇藤植物（Kennedia nigricans）内层的链霉菌NRRL-30562产生的强效肽抗生素munumbicins。

第3章，主要介绍了支霉属植物的分类、次生代谢产物及其应用的最新进展。分枝杆菌菌株是需氧，革兰氏阳性，不耐酸，丝状，方形和杆状的片段在基质和气生菌丝上。对土壤样品进行连续稀释分离得到分枝杆菌菌株，利用形态学和化学分类学特征，以及基于16S rRNA基因序列的属特异性寡核苷酸引物，可将其与其他属区分开来。已知分枝杆菌菌株具有用于抗真菌的几丁质酶、纤维素酶和用于生物燃料生产的木聚糖酶，此外，还报道了产生脂肪酶和角蛋白酶。

第4章，陆生放线菌自20世纪50年代以来被广泛研究和筛选，以研究其对人类健康和疾病的影响。一些研究报告了陆生放线菌具有抗癌和抗感染的特性。近20年来，海洋放线菌因其结构多样性和高药用价值而受到关注。研究为探索海洋生态系统中新的放线菌菌株的存在提供了很高的回报。这些海洋放线菌有许多活跃的菌种对各种疾病都有效的原则。海洋放线菌通常被称为金矿，因为存在各种次生代谢物。海洋放线菌的研究可以导致许多新的候选药物的发现，这些药物对各种致命疾病，如癌症、疟疾和几种耐药感染有效。链霉菌广泛分布于土壤、堆肥、淡水、海洋和植物中，特别是在土壤中含量丰富。近年来，链霉菌作为一种生物防治剂的来源和在农业上的应用引起了研究者们的兴趣。

第5章，介绍链霉菌菌株对植物病原体的潜在拮抗作用、分离培养方法、分类信息、生物活性化合物及其在农业中的应用。一些新物种已经被提出，它们控制植物疾病和促进植物生长的能力已经被揭示。在农业中，许多链霉菌菌株已证明能够控制细菌和真菌的植物致病菌的生长，如由镰刀菌（Fusarium oxysporum）引起的枯萎病（Fusarium wilt）、由炭疽炭疽（Colletotrichum gloeosporioides）引起的炭疽病（炭疽病）、由十字花科链霉菌（Alternaria brassicicola）引起的叶斑病（leaf spot）。特别是为农业管理开发的一些农药属于链霉菌，如来自lydicus WYEC108的actitinovate和来自S. griseovirides K61的mycostop已在欧洲、加拿大和美国登记为商业杀菌剂。

第6章，重点介绍与植物根系相关的内生放线菌的分离、鉴定、多样性和生物活性代谢物的研究成果。植物内层是一种巨大的微生态系统，不同的生态位可以由许多不同的微生物居住，它为放线菌提供了宝贵的资源。植物内生放线菌是一种尚未开发的新物种和潜在的生物活性代谢物。根据16S rRNA基因序列，内生放线菌属于链霉菌科，链孢子囊科，微孢子虫科，热单孢子虫科。植物源放线菌产生了多肽、黄酮类、聚酮类、大环内酯类、萜类和生物碱等多种次生代谢产物。这些代谢产物具有抗菌、抗真菌、抗植物病原体、免疫抑制剂、抗肿瘤和抗癌等多种生物活性。

第7章，链霉菌属的成员是众所周知的生物活性化合物的生产者。由于耐药性病原体的出现，迫切需要发现具有独特作用模式的新化合物。在作者实验室进行的放线菌分离和筛选过程中，从印度北方邦的农业土壤中分离出一株具有生物活性的菌株，命名为51菌株。形态学和生化研究表明，菌株51属于链霉菌属，其16S rRNA基因序列与稻黄链霉菌同源性为100%。目前的调查是作为一种努力，以提取和表征强效化合物菌株51具有更高的生物活性。通过谱图上的质量碎片对各峰的结构进行了阐明和确认;结果化合物结构确定为硫黄素、链霉素D、抗霉素a、利福昔明和富吉霉素。对菌株51进行了生物合成基因簇的PCR检测。观察到聚酮合成酶i（PKS-I）和非核糖体肽合成酶（NRPS）的扩增，并对扩增物进行纯化和测序。

第8章，随着多重耐药细菌的出现越来越频繁，对新型抗生素的研究正在进行中。新型放线菌具有生产新型抗生素的潜力，但其生长环境仍有待开发和开发。研究表明，湖泊沉积物可能是潜在放线菌的良好来源，再次证实了探索尚未开发和未开发的各种放线菌栖息地的必要性，这可能会产生新的抗生素，以对抗新出现的耐多药病原体的威胁。

第9章，放线菌广泛分布于陆地、水生和海洋生态系统中，在复杂有机质的再循环中发挥着重要作用，导致腐殖质的形成。放线菌的分离通常采用标准稀释平板法，采用不同的培养基，如腐殖酸-维生素（HV）琼脂、淀粉-酪蛋白硝酸酯（SCN）琼脂、甘油精氨酸琼脂、葡萄糖-天冬酰胺琼脂、精氨酸-维生素（AV）琼脂、土壤提取琼脂、水提取琼脂（WA）、Küster琼脂和甘油酵母提取琼脂。放线菌的鉴定基于表型和化学分类特征：二氨基庚二酸异构体、全细胞糖、脂肪酸谱、极性脂质谱和类异戊二烯醌，涉及16S rRNA基因序列分析和DNA-DNA杂交。目前，下一个代测序（NGS）为获得放线菌菌株全基因组序列（WGS）提供了一种快速而经济的方法。放线菌的全基因组序列分析基于平均核苷酸同一性（ANI）和硅基因组相似性，并在最适宜的阈值范围内描述物种。基因组分析不仅提供了可靠的分类位置，而且也为放线菌的生物学提供了宝贵的见解。

总的说来，《近距离观察放线菌》一书从各个方面讲解了放线菌的基础内容和研究方法，旨在为想要进一步研究放线菌的研究人员提供简明易懂的介绍以及方法技术指导。内容饱满详实、语言浅显易懂，是一本应用性很强的书籍，对于想要学习如果研究放线菌的研究人员来说是一本很有意义的指导书籍。

本书目录：

前言

第1章 放线菌:微生物药厂

S.Aruna Sharmili， Jayashree Shanmugam， Mayakkannan Gopal

第2章 印度-巴基斯坦药用植物内生放线菌引发药物发现新趋势

Rabia Tanvir，Ali Ahmad Sheikh， Ageel Javeed

第3章 土壤丝菌属次生代谢物的分类多样性及应用

Pawina Kanchanasin， Somboon Tanasupawat

第4章 海洋放线菌作为肿瘤治疗新疗法的丰富来源

K.G.K.Deepak， Rama Rao Malla

第5章 链霉菌的分布、生防和植物促生活性

Nisachon Tedsree， Somboon Tanasupawat

第6章 植物根内生放线菌的多样性及其代谢产物

Nattakorn Kuncharoen， Somboon Tanasupawat

第7章 链霉菌51菌株的代谢谱检测生物活性化合物

Prateek Kumar， Aditi Kundu，Renu Solanki， Munendra Kumar， Monisha Khanna Kapur

第8章 热带湿地生态系统放线菌（Actinomycetales）的表型和基因型特征

George Maya， Azis Anas Abdul， C.Jasmin， K.M.Mujeeb Rahiman， A.A.Mohamed Hatha

第9章 放线菌：分类学、基因组学方法及应用

Nattakorn Kuncharoen， Wongsakorn Phongsopitanun， Somboon Tanasupawat

编者

索引

邹娟 武大生科院 博士研究生