植物内生放线菌多样性及其活性代谢产物的研究进展

植物内生放线菌是一类能与宿主植物长期协同生长且不引起植物感染的特殊微生物。其作为植物内生微生物资源的重要组成部分,不仅分布广泛,资源丰富,绝大部分可产生与宿主植物相同或相似的次生代谢产物,而且这些次级代谢产物往往丰富多样并具有多种生物活性,是寻找和开发新型先导化合物的重要资源,具有重要的研究意义和潜在的应用价值。植物内生放线菌作为一种亟待开发的重要微生物资源,其重要性越来越被研究人员所认同。就近年来国内外关于植物内生放线菌多样性和其次级代谢物抗菌、抗肿瘤、抗氧化和抗虫等生物活性的研究近况进行综述,以期为植物内生放线菌资源的深入研究和应用提供参考。     

一株新的药用植物内生菌Burkholderia sp. H-6

植物内生菌(Plant endophyte)是微生物中的一个重要类群,能参与植物次级代谢产物的合成与转化或独立合成次级代谢产物,其物种丰富,数量庞大,已经成为新医(农)药活性物质的潜在资源.研究显示,目前从植物内生菌中分离出的生物活性物质,大约51%属于未报道过的新化合物.因此,植物内生菌相关领域的研究工作,愈来愈受到国内外同行的关注.     

植物内生菌生物抗菌活性物质研究进展

植物内生菌作为一种新型的微生物资源,分离和确定其代谢产物是一条寻找新型天然活性物质的重要途径。目前为止,许多研究者从不同的植物内生菌中分离到大量具有抗菌活性的新化合物,这些新的化合物被认为是解决日益严重的微生物多重耐药性的希望之一。本文从植物内生菌的多样性、抗菌活性物质多样性及国内内生菌研究进展等多个角度概述了当前有关植物内生菌研究的主要成果和最新进展,以期为植物内生菌相关研究提供借鉴。     

珍稀药用植物内生微生物代谢产物研究进展

植物内生微生物代谢产物与宿主植物具有同源性和特异性,即能够产生和宿主相同或相似的次级代谢产物,又可以产生宿主植物本身没有的化合物。本文通过查阅国内外文献,以宿主植物种类为线索,对近年来20种珍稀药用植物内生微生物具有活性的次级代谢产物研究进展做一综述。     

连续流生物反应器技术在微生物培养中的应用

自然环境中99%微生物在实验室条件下仍是不能被培养的,称之为"未培养"微生物或微生物"暗物质"。对其进行研究不仅有助于认识环境中微生物代谢多样性,丰富生命之树,同时未培养微生物还蕴含着巨大的新基因和新天然产物资源。但传统培养技术的局限性阻碍了"未培养"微生物资源的开发和利用。虽然随着分子生物学技术的发展,可以直接从环境中获得未培养微生物的遗传信息,分析微生物的广泛代谢多样性,但微生物的生理特征和代谢产物等分析仍然需要建立在研究纯菌株的基础上。目前,已经有很多新颖的培养技术被研发,如原位培养技术、共培养技术和连续流生物反应器培养技术等用于挖掘未培养微生物资源。本文主要介绍了连续流生物反应器培养新技术的发展与改进,探讨了"未培养"微生物培养技术及设备的发展方向,以进一步促进"未培养"微生物资源的开发与利用。     

代谢物组学及其在微生物研究中的应用

代谢物组学(metabolomics)是继基因组学(genomics)、蛋白质组学(proteomics)后发展起来的一门新学科。对代谢物组学的含义,研究方法及流程,特别是其在微生物中的应用进行了介绍,包括使用代谢物组学中的NMR技术研究微生物在降解环境污染物中的作用;使用代谢物组学技术研究微生物代谢通量,从而在分析代谢通量的基础上通过代谢工程改变代谢通量,提高目的产物的得率;确定所获得基因库中沉默基因的功能;运用代谢物组学分析方法阐明生物体系对于环境变化的响应,从而协助我们确定最佳的取样时间及最佳分析组织,设计实验。随后简要对代谢物组学发展动态进行了展望。     

基于植物内生菌及其次生代谢活性物质多样性的研究

据相关研究表明,植物内生菌属于新型微生物资源,并且种类较多,分布广泛,譬如在最近几年,科学家逐渐发现在植物内生菌中发现了紫杉醇等生物活性物质以及在一些产物中还发现了与次级代谢产物中相同的产物,因此对临床研究具有重要价值和潜在价值。对此研究的主题为:基于植物内生菌及其次生代谢活性物质多样性的研究。本为将从植物内生菌的多样性,植物内生菌次生代谢活性物质的多样性等方面进行逐一研究,现将文章综述如下。     

构建高质量微生物天然产物库研究策略

微生物次级代谢产物历来是天然药物的重要来源,过去曾被称为"生物沙漠"的海洋,由于从中分离到大量新的微生物、基因及生物活性化合物,被重新认识逆转而成为一种"生物多样化的热带雨林".构建一个高质量微生物库及其天然产物库是保证药物和其他筛选成功的前提和关键.但如何高效建立高质量微生物天然产物库仍面临很多瓶颈问题.我们拟从:(1)扩大可培养微生物的多样性及去重复化;(2)扩大基因资源多样性及去重复化;(3)扩大微生物次级代谢产物多样性及去重复化;(4)寻找崭新次级代谢产物的新技术新方法,特别是针对多靶位药物的高通量互动筛选方面提出应对的研究策略.利用上述化学微生物学策略分离生物活性化合物不仅在生物技术和制药学应用中显现重要性,也增加了我们对微生物的多样性、生态系统功能和应用生物学的理解.     

我国资源植物化学与天然产物化学基础研究的现状与发展

本文从生物活性成分的筛选与分离、植物次生代谢产物生物合成及其分子调控、环境因子对植物次生代谢产物合成和积累的影响、植物体内生菌与植物次生代谢产物的关系等方面介绍了我国资源植物化学与天然产物化学领域基础研究的现状与发展。     

雷公藤植物内生Micromonospora sp. M66生产的一组吲哚生物碱

【目的】研究稀有放线菌——雷公藤内生小单孢菌(Micromonospora sp.M66)的次级代谢产物,为微生物药物或农用生物制剂开发提供结构多样的化合物资源。【方法】利用薄层层析、正(反)相硅胶柱层析、凝胶层析、液相色谱等技术对M66菌株中次级代谢产物进行分离纯化,利用波谱技术对化合物进行结构鉴定。【结果】最终分离纯化了7个单体化合物,结合质谱与核磁技术对这7个化合物进行了结构解析和鉴定,它们属于一组吲哚生物碱。化合物2是重要的植物生长调节剂,化合物3对淋巴细胞性白血病细胞P388、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母的增殖有抑制作用,化合物6对金黄色葡萄球菌有很好的抑制作用。【结论】化合物3-7首次从小单胞菌中鉴定出来,表明该小单孢菌具有较强的利用吲哚或色氨酸合成次级代谢产物的能力和挖掘生物碱类药物的潜力。     

植物内生菌研究及其科学意义

植物内生菌是近三十年来在国内外迅速受到关注的微生物类群,研究的角度不同,概念也比较混乱。本文就植物内生菌研究及其科学意义进行了综述和讨论。植物内生菌在国外广受关注,始于禾本科植物内生真菌以及林木内生真菌的特殊作用。产紫杉醇的红豆杉内生真菌被报道后,植物内生菌研究在生理活性物质领域开始暴发式的增加。通过对一年生草本植物、多年生草本植物、木本植物和藤本植物各部位的内生微生物的比较和分析,总结了植物内生菌的一些共性和特殊性,指出了植物内生菌研究的一些发展趋势。本文探讨植物内生菌对地球上的微生物物种总量的贡献。提出"植物体在自然界的实际生存状态实际上是微生物和植物的状态"的观点,导出植物育种实际上是"植物和微生物的共生体的培育"的观点。还讨论了植物内生菌对生态学、生物学、微生物的进化和物种形成、内生菌/宿主的联合代谢、以及植物保护学、畜牧兽医学、林学等领域的意义和影响。本文认为,植物内生菌研究打开了微生物资源的一个新局面,将在多个领域中产生更广泛的影响。植物内生菌研究的真正意义不仅在于其生态独特性,更在于微生物在宿主体内和宿主植物的协同作用及协同作用所产生的新功能和新物质。     

植物响应病原真菌的代谢组学研究进展

代谢组学是对特定条件下的生物体内代谢物进行定性或定量分析,从而得到与特定生理或病理反应相关的代谢物变化的一门新学科,并因此被广泛应用于植物学、微生物学、毒理学及疾病诊断等领域。近年来,代谢组学开始应用到植物–微生物互作研究领域,尤其是在植物响应病原菌胁迫的研究中。该文综述了代谢组学的定义、研究方法及其在植物–病原真菌互作领域中的应用,并讨论了其研究前景和所面临的挑战。     

地衣及其内生真菌活性次级代谢产物研究进展

地衣是一种独特的菌藻共生体,能够在荒漠、高山、冻土等恶劣环境生存,具有特殊的生理结构和独特的生存环境.地衣及其内生真菌能够产生结构新颖、活性广泛的次级代谢产物,研究地衣及其内生真菌次级代谢产物对新型药用资源开发以及利用等方面都具有重要的意义.本文关注了近年来地衣及其内生真菌的次级代谢产物相关研究,并对其生物活性方面的研...     

植物内生菌及其次级代谢产物的研究进展

植物内生菌经过与寄主植物长期的协同进化,成为植物内生态系统的重要组成部分,在植物的生长发育、营养吸收、胁迫应激以及产生次级代谢产物等生理生化行为方面具有显著的作用。利用植物内生菌及其次级代谢产物,可以促进农作物的生长发育、提高抗逆性,对于农业生产具有重大的研究意义和应用价值。综述了植物内生菌及其次级代谢产物生理功能及在农业生产中应用的研究进展。对植物内生菌及其次级代谢产物未来的研究重点和应用前景做出展望。     

中国植物内生微生物研究的发展和展望

我国植物内生微生物的早期研究论文,基本上以非豆科植物根瘤菌Frankia属细菌为主。进入21世纪后,植物内生菌的研究,无论是研究领域的扩大,研究人员的增加,还是论文数量的递增都有了迅猛的发展,为国际上少有。我国植物内生微生物的研究具有资源探索多、分离培养多、活性检测多、活性物质功能研究多;方法研究少、涉及林木少、与宿主的关联少、实际应用少等特点。其研究主要集中在红豆杉类、红树类、鬼臼类、兰、银杏等植物中的内生微生物。论文的发表以药物开发为研究目标的最多,又以初级的资源探索型为最。以抗菌、抗肿瘤等指标为主的药物开发,是植物内生微生物研究中最耀眼的亮点,目前已获得了紫杉醇生产效率较高的内生真菌菌株资源。我国植物内生微生物研究有4大类24个应用研究的方向,其中特别值得关注的是豆科植物根瘤内生细菌的研究;尚待加强的有6个方面,尤其是深色有隔内生真菌(DSE)的研究。我国植物内生微生物研究在药用植物内生微生物的资源探索和筛选方面积累较丰富,而在有害内生微生物方面的研究则比较薄弱。最后,作者提示了一些尚待加强的研究技术,供相关人员参考。     

天蓝色链霉菌代谢物组测定方法优化及其代谢特征

链霉菌能够产生多种抗生素,具有重要的研究与应用价值。代谢物组学能够定性和定量测定胞内外主要低分子量代谢产物。相对于其他组学,代谢物组学在监控胞内代谢状态、指导物种理性改造方面具有独特优势。本文旨在建立一种快速、准确的链霉菌胞内代谢物分析方法。以模式菌株天蓝色链霉菌为研究对象,基于GC-MS分析平台优化了代谢物组学样品制备流程中的细胞淬灭时间、菌体分离方法、代谢物提取及代谢物衍生化条件,并利用该方法对天蓝色链霉菌不同生长时期各代谢途径的相对活性进行了初步分析。采用"低温淬灭(–40℃,4 min)-快速过滤分离-反复冻融(45 s/3 min)-衍生化(40℃,90 min)"的流程能够鉴定出中心代谢途径(糖酵解、戊糖磷酸途径和TCA循环)、氨基酸代谢途径、脂肪酸代谢途径、核酸代谢途径及部分次级代谢途径中的103种主要代谢物。利用该流程测定发现天蓝色链霉菌细胞生长周期中存在显著的代谢时序差异,并且发现氨基酸与脂肪酸代谢在衔接初级代谢与次级代谢生物合成中具有重要作用。本研究建立的测定方法能够有效地用于天蓝色链霉胞内代谢物分析,该方法将有助于深入刻画链霉菌细胞代谢过程,为菌株代谢工程改造增加次级代谢产物产量提供理性指导。     

植物内生放线菌的分离方法

植物内生放线菌是一类大有开发潜力的微生物资源。目前使用的分离条件和技术尚不完善,容易被外源菌和内生真菌、细菌污染,因此内生放线菌尤其是稀有内生放线菌的选择性分离技术至少是今后一段时间研究的重点。介绍了植物内生放线菌选择性分离方法并提出值得研究的问题。     

植物内生放线菌的分离方法*

植物内生放线菌是一类大有开发潜力的微生物资源。目前使用的分离条件和技术尚不完善,容易被外源菌和内生真菌、细菌污染,因此内生放线菌尤其是稀有内生放线菌的选择性分离技术至少是今后一段时间研究的重点。介绍了植物内生放线菌选择性分离方法并提出值得研究的问题。     

成像质谱在微生物代谢产物研究中的应用

微生物代谢产物的结构和功能多样,对相邻微生物和环境会产生重要影响。传统的天然产物分离方法不能系统全面地监测单一或混合微生物样品中代谢物的合成和释放模式。成像质谱能够同时可视化观察从单一微生物菌落到复杂微生物群落的多个代谢产物的时空分布,可以用于发现重要的生物活性分子,观察微生物菌落的代谢交流,以及跟踪微生物之间相互竞争过程中代谢物的修饰等方面的研究。本文综述了成像质谱在微生物代谢产物研究中的最新进展,展望了该技术的应用前景。     

药用植物内生真菌研究进展

我国药用植物种类丰富,但受植物资源生长周期长、产量低等限制,难以满足人类的需要。而其内生真菌丰富多样,生长快,易培养,且可以产生与宿主相同或相似的天然活性物。利用内生真菌发酵生产抗菌、抗肿瘤等天然活性物质,不仅有望解决市面上部分药物供不应求的现状,还能有效地保护珍稀、濒危的药用植物资源。本文概述了药用植物内生真菌宿主植物的选择、内生真菌分离及其次级代谢产物分离纯化和活性研究,并对研究中存在的问题进行了讨论,以期为药用植物内生真菌研究提供方法和思路。