贝莱斯芽孢杆菌生防次级代谢产物研究进展

贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）是生防芽孢杆菌中的重要代表,作为微生物农药的核心菌种,已被广泛应用于作物病害生物防治。贝莱斯芽孢杆菌具有植物内生性,其生防作用机制主要包括产生次级代谢产物对抗植物病原物;改善宿主植物根际微生物群落,促进宿主营养和生长;激发宿主植物产生防御反应,诱导植物获得系统抗性。其中,产生次级代谢产物是其最重要的生防作用机制。贝莱斯芽孢杆菌含有多个编码生物合成次级代谢产物的基因簇,其中包括编码聚酮化合物合酶（PKS）和非核糖体肽合成酶（NRPS）的基因簇,同时存在核糖体途径合成次级代谢产物基因簇。通过非核糖体途径可产生脂肽类化合物、聚酮类化合物、二肽和铁载体;通过核糖体途径产生小菌素、细菌素、羊毛硫抗生素。这些具有生物活性的次级代谢产物成为了天然新药和候选抗生素的储存库,对于解析生防菌作用机制具有重要意义。本文综述了贝莱斯芽孢杆菌的命名与更迭,产生次级代谢产物的类型、合成与调控基因以及靶标病原菌,以期为生防菌株的改良和生物农药的研发提供参考。     

青霉属真菌次级代谢产物的结构类型及其药用活性的研究进展

青霉属(Penicillium)真菌属于腐生类真菌,是自然界中一类重要的分解者。其可以产生多种多样的次级代谢产物。这些结构新颖、功能特殊的次级代谢产物在抗菌、抗氧化、抗肿瘤等药物开发中发挥重要作用,主要由聚酮类、生物碱、萜类、大环内酯等化学结构类型组成。本文综述了青霉属真菌次级代谢产物的结构类型以及丰富的生物药用活性,该内容可为后续青霉属真菌新型天然药物的开发提供研究思路。     

球毛壳菌对植物病原真菌和根结线虫的生物防治潜力

球毛壳菌(Chaetomium globosum)隶属于子囊菌门、核菌纲、粪壳菌目、毛壳菌科、毛壳菌属真菌,广泛分布于空气、土壤等多种自然环境中,也是植物最常见的内生真菌之一。球毛壳菌能产生种类繁多的次级代谢产物,且其次级代谢产物具有抗真菌和杀线虫等多种生物活性,因而被制作成杀菌剂和杀线虫剂等生物农药,对植物病原真菌和根结线虫(Meloidogyne spp.)有良好的生物防治潜力。本文从球毛壳菌及其次级代谢产物抗植物病原真原菌和杀根结线虫两个方面进行综述,并探讨球毛壳菌对植物病原真菌的生防机制,为植物病原真菌及根结线虫的综合治理和新型生物农药的开发提供参考。     

炭角菌属真菌化学成分与生物活性研究进展

炭角菌属真菌广泛分布于温带、热带和亚热带地区,主要含有萜类、生物碱、甾醇和聚酮等次级代谢产物,具有抗氧化、抑菌和抗肿瘤等药理活性。本文综述了近10年来国内外有关炭角菌属真菌的研究情况,对其次级代谢产物进行了归纳,总结了相关代谢产物的抗氧化、抑菌和抗肿瘤等生物活性。     

培养时间对蛹拟青霉(Paecilomyces militaris)菌丝体中代谢产物的影响

[目的]通过测定不同培养时间蛹拟青霉(Paecilomyces militaris)菌丝体中次级代谢产物的变化,分析蛹拟青霉次级代谢产物与培养时间之间的关系.[方法]液体种子接入SDAY固体培养基 ;培养温度为25℃,培养周期为9d,从第2天开始每天取样 ;用甲醇与乙酸乙酯分别提取菌丝体中次级代谢产物,离心、过滤后合并提取液,用液质联用仪进行分析,用MetaboAnalyst software软件进行数据采集分析.[结果]主成分分析结果表明供试菌株在不同培养时间内其菌丝中次级代谢产物差异显著.聚类分析结果显示,供试拟青霉对生物碱、肽类和核苷等易形成阳离子类物质的代谢物可分为前中后三个阶段.供试拟青霉对糖类和有机酸等易形成阴离子类物质的代谢主要分为前后两个阶段.差异代谢物及热图分析结果表明,在培养的第2和第3天含量显著增加的代谢产物种类较多,主要有酯类及其水解产物、细胞破坏素B和拟青霉素,以及多种尚未鉴定的含氮化合物等 ;在培养第4和第5天含量显著增加的差异代谢物质种类较少,主要有细胞破坏素A和团囊虫草素等肽类抗菌杀虫物质 ;在培养第6天至第9天含量显著增加的代谢物种类较多,除多种白僵菌交酯和细胞破坏素等肽类抗生素外,显著增加的还有多种脂肪酸、氨基酸、鼠李糖、海藻糖、脑苷脂类化合物和核黄素等物质.[结论]培养时间对蛹拟青霉菌丝中次级代谢产物的产生有显著影响.在培养初期,菌体中酯类及细胞破坏素B和拟青霉素等含氮化合物的合成旺盛.在培养中期,次生代谢物明显减少,但细胞破坏素A2和团囊虫草素等肽类抗生素的合成却仍显著增多.在培养后期,供试蛹拟青霉除代谢出多种白僵菌交酯等肽类抗生素外,还大量产生有机酸、氨基酸和海藻糖等物质.虽然在整个培养过程中都有肽类抗生素产生,但这些抗生素并不相同,同时后一阶段新的抗生素的产生常常伴随着前一阶段的抗生素减少,因此前期的抗生素可能是后期产生的抗生素的前体.     

蒜头果内生真菌次生代谢产物抑制人类致病菌活性的研究

蒜头果是我国特有的单种属稀有树种,为了进一步开发利用蒜头果树皮内生真菌的抗菌活性化合物,该研究对来自蒜头果的植物内生真菌(白黄笋顶孢霉、哈茨木霉、大棘黑团孢、枝状枝孢菌、斑污拟盘多毛孢、赭绿青霉、淡紫紫孢菌、朱黄青霉、Xenoacremonium recifei、Xylaria feejeensis)进行液体培养,10 d后回收培养液并用乙酸乙酯萃取获得初提物,采用抑菌圈法检测蒜头果内生真菌初提物抑菌活性,同时测定了最低抑菌浓度(MIC)。结果表明:白黄笋顶孢霉、大棘黑团孢、枝状枝孢菌、斑污拟盘多毛孢、赭绿青霉、淡紫紫孢菌均有抑菌活性,大棘黑团孢、斑污拟盘多毛孢、淡紫紫孢菌的初提物均对缓慢芽孢杆菌、无乳链球菌和藤黄微球菌有明显抗菌活性,最低抑菌浓度在1.562 5~6.25 mg·m L~(-1)之间。这说明蒜头果树皮内生真菌的次生代谢产物具有抗菌活性,各内生真菌次生代谢产物的抗菌效果不同。     

侧耳属真菌次级代谢产物化学及其生物学活性研究进展

对侧耳属真菌次级代谢产物的化学及其生物学活性进展进行了综述。化学研究表明侧耳属真菌中蕴含有萜类、甾体类、酚酸衍生物、聚炔等多种结构类型的天然产物,这些化合物所具有的生物活性包括抗细菌、抗线虫、抗炎和抗肿瘤等。作用机制研究表明截短侧耳素类物质通过抑制肽酰转移酶活性而产生强抗菌作用;pleuroton B通过Bax/Bak通路诱导肿瘤细胞凋亡。     

真菌生物碱的研究I．产生生物碱的真菌的筛选

用生物碱沉淀试剂预试、薄层层析确试的生物碱筛选方法,对青藏高原土壤中分离的624株低等真菌的发酵液和真菌组织提取物中存在的生物碱进行了筛选研究。所得结果表明：有114株或18．3％的真菌显生物碱阳性反应。40株生物碱阳性反应较强的真菌包括有青霉。曲霉、镰刀菌、匍柄毒、腐质霉和毛毒属等。除圆弧青霉、顶青毒、淡紫青霉、焦曲霉、黑曲霉,黄曲霉、烟曲霉、构巢曲毒等已有报道外,点青霉、两形青霉、真青霉、荨麻青霉、黑青霉、燕麦镰刀菌、拟直孢镰刀菌、木贼镰刀菌、拟丝孢镰刀菌、弯角镰刀菌、匍柄霉及腐质霉等,均尚未见．有报道。     

绿僵菌破坏素合成缺失株中分离鉴定pseurotin A

真菌次级代谢产物是医药活性成分的重要来源之一。就真菌基因组编码的次级代谢基因簇数量而言,由于普遍存在的基因沉默现象,常规培养中能够分离鉴定的化合物种类一般很有限。广谱杀虫的罗伯茨绿僵菌在液体培养基中的主要代谢产物为非核糖体环肽类的破坏素,本研究在对破坏素合成缺失突变株ΔdtxS1进行液体培养时获得了新的产物峰,对其中一个产物峰进行分离、纯化及结构鉴定,确定该化合物为螺环类的pseurotin A。结合在烟曲霉菌中解析的pseurotin A合成途径,推测获得了罗伯茨绿僵菌中的潜在合成基因簇,并推测了pseurotin A在绿僵菌中的合成途径。本研究首次在绿僵菌中鉴定获得pseurotin A,并揭示了在真菌中通过对主要次级代谢产物缺失的方法可以鉴定获得新型的化合物。     

等离子体法诱变淡紫拟青霉产几丁质酶菌种的筛选

采用菌株诱变技术,提高生防用淡紫拟青霉菌株产几丁质酶的能力。通过常温常压等离子体诱变技术(MPMS)对淡紫拟青霉进行诱变育种处理,对处理的菌种先采用透明圈法进行初筛,然后采用发酵方法进行复筛。采用MPMS法诱变淡紫拟青霉产几丁质酶菌种时,温度25℃,处理时间30 s,样品处理量60μL,诱变菌的致死率为30.33%时,正突变率为14%。采用摇瓶分批发酵培养,诱变菌种的几丁质酶活为0.17 U/mL。结果表明,经过对淡紫拟青霉的诱变处理,获得高活性几丁质酶产生菌株,几丁质酶酶活提高180%。     

沙雷氏菌抗生性次级代谢产物合成机制

沙雷氏菌(Serratia)是一类重要的生防菌,能分泌多种抗生性代谢产物,如灵菌红素、脂肽、碳青霉烯、几丁质酶、异硫霉素、硝吡咯菌素、水解酶、大环内酯类抗生素、嗜铁素等,从而抑制不同植物病原真菌的生长。总结了沙雷氏菌中已报道的抗生性次级代谢产物生物合成机制,重点阐述了次生代谢产物的功能、合成途径等的新进展,同时对沙雷氏菌在生物防治中的应用和其作为生防菌剂的前景进行展望。     

淡紫拟青霉研究概况与展望

淡紫拟青霉Paecilomyces lilacinus(Thom.)Samson属半知菌纲、丝孢菌目、丝孢菌科、拟青霉属.此菌广泛分布于世界各地,具有功效高、寄主广、易培养等优点,特别在控制植物病原线虫方面功效卓著.半个多世纪以来,国内外许多专家学者对此菌进行了广泛而深入的研究,在生物学、生态学、大量培养、控害效能与田间应用等方面取得了一系列研究成果.笔者对有关淡紫拟青霉研究进行综述.     

不同生境来源杂色曲霉次级代谢产物研究进展

杂色曲霉是曲霉属的常见种类，广泛分布于海洋、高等植物、红树林和节肢动物等生境中，近年研究表明杂色曲霉可产生生物碱、萜类、聚酮等结构多样的次级代谢产物，具有抗菌、抗肿瘤、抗氧化、抗病毒等活性。本文总结了2017—2022年间报道的37株杂色曲霉次级代谢产物结构及其生物活性的研究进展，涉及325个次级代谢产物，其中新化合物111个。本文揭示了杂色曲霉的次级代谢产物与生境的相关性，对从更多生境来源的杂色曲霉及其它微生物资源来挖掘新天然产物具有参考作用。     

海洋来源节菱孢菌ZSDS1-F3中PKS-NRPS类天然产物挖掘

【目的】以基因组信息为指导,定向激活海洋来源真菌Arthrinium arundinisZSDS1-F3中沉默的聚酮合成酶-非核糖体肽合成酶(PKS-NRPS)类生物合成基因簇,鉴定次级代谢产物结构。【方法】通过启动子工程和异源表达的策略激活实验室培养条件下沉默或低表达的生物合成基因簇,实现目标化合物的分离,通过HR-ESI-MS和NMR数据分析鉴定产物结构,结合基因重组和生物信息学分析结果推导化合物的生物合成途径。【结果】依据基因组生物信息学分析,从海洋来源真菌A. arundinis ZSDS1-F3中选取一个编码PKS-NRPS类次级代谢产物的生物合成基因簇开展研究,在宿主Aspergillus nidulansA1145中实现了基因簇的异源表达,从中分离到2个新化合物,并推导了其生物合成途径。【结论】基因组信息指导下的天然产物挖掘,可以目标明确地分离产物,加快真菌中新颖天然产物的发现步伐。     

胶霉毒素的研究进展

胶霉毒素(gliotoxin,GT)是一个分子量为326 Da的小分子化合物,其骨架是由非核糖体肽合成酶Gli P催化苯丙氨酸和丝氨酸缩合成的环二肽,属于表聚硫代哌嗪二酮类化合物,是一种重要的真菌次级代谢产物。体内外研究已经表明,GT对动植物产生多种效应,不仅具有免疫抑制功能和诱导细胞凋亡作用,在生物防治方面也具有潜在的应用价值。本文将对有关GT生物合成、诱导宿主效应机制及其潜在应用价值进行综述。     

昆虫共生菌的次级代谢产物研究进展

微生物与昆虫的共生是一种普遍现象,昆虫种类繁多,与昆虫共生的微生物也多种多样。昆虫共生菌是活性次生代谢产物的重要来源。本文对自2008年以来已报道的177个昆虫共生菌的次级代谢产物进行了统计和分析,结果表明:61.6%的化合物为新天然产物(生物碱类新化合物最多),其中,约75%的新化合物来源于昆虫共生真菌,25%来源于细菌;醌酮类化合物是昆虫共生菌源天然产物的主要结构类型,占23.2%;47.5%的化合物具有显著的抗肿瘤、抗菌、除草和抗氧化等生物活性,且化合物中的主要活性类型是抗菌和抗肿瘤活性,活性范围覆盖面最广的结构类型是生物碱类。以上结果表明昆虫共生菌的次级代谢产物是先导性化合物的重要来源且具有丰富的生物活性类型。本文以天然产物的结构分类为切入点,结合其研究菌株来源、生物活性等进行综述,旨在为充分挖掘昆虫共生菌次级代谢产物提供重要参考。     

淡紫拟青霉固体发酵条件初步研究

淡紫拟青霉是一种具有防治植物线虫作用的生防菌株。为了获得淡紫拟青霉固体发酵的最佳条件,采用单因素实验和正交实验对淡紫拟青霉固体发酵的培养基组成及培养条件进行摸索。淡紫拟青霉固体发酵的最佳培养基组成为麸皮和玉米粉4:1、料水比1:0.6、氯化锰含量为0.6%、初始pH值为6.0,固体发酵最佳的培养条件为接种量6%,培养温度25℃,培养时间为9 d,在此条件下淡紫拟青霉固体发酵的分生孢子数为13.5×10~9 CFU/g。     

链霉菌中高效生产聚酮化合物的研究方法及进展北大核心CSCD

聚酮化合物是通过聚酮合成途径产生的一大类结构和生物活性多样的次级代谢产物,是链霉菌产生的主要次级代谢产物,具有重要的经济价值。为了在链霉菌中提高聚酮化合物产量,以满足工业生产需求,近年来,代谢工程的方法被广泛应用,例如,过表达合成途径中限速酶或途径特异性激活蛋白、强化前体供应、去除产物反馈抑制、合成基因簇异源表达等。本文将从代谢工程改造实例入手,全面综述链霉菌中聚酮化合物高效生物合成的研究方法及进展,并对利用合成生物学策略智能动态适配各个相关途径,进而提高该类化合物产量的研究思路进行展望。     

刀孢轮枝菌胞外几丁质酶的基因克隆及系统发育分析

食线虫真菌是植物寄生线虫的重要天敌,它们所产生的胞外水解酶(蛋白酶、几丁质酶和胶原蛋白酶等)能够降解线虫体壁和卵壳中的蛋白质及几丁质等结构成分并在侵染过程中发挥着重要的作用。本文中,我们发现刀孢轮枝菌Lecanicillium psalliotae对南方根结线虫Meloidogyne incognita卵具有较强的侵染能力。为了进一步研究刀孢轮枝菌胞外几丁质酶的性质,我们通过简并引物设计和DNA walking方法从刀孢轮枝菌的基因组中成功地克隆得到一个内切几丁质酶基因Lpchi1,该几丁质酶编码基因含有3个内含子,编码423个氨基酸。同源性和系统发育分析表明,不同生防真菌来源的几丁质酶具有较高的同源性并根据分子量的大小形成三个不同的进化分枝。     

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。