真菌诱导子在发酵工业中的应用现状及展望

真菌诱导子是一类能诱导植物和微生物产生次级代谢产物的活性物质,它一经识别,将通过信号转导途径,引起相关基因表达发生变化,从而调节次级代谢产物合成途径中相关酶的活性,诱导特定次级代谢产物的积累。近年来国内外在真菌诱导子诱导途径及机制方面进行了深入研究,同时在生物工业领域,尤其在发酵工业中的应用也引起了广泛关注。以下结合本实验室的研究工作,重点介绍了真菌诱导子在植物和微生物细胞次级代谢产物合成方面的应用现状、诱导机制和存在的问题及展望。     

黄曲霉毒素生物合成代谢相关的基因组信息挖掘和转录调控因子研究进展

黄曲霉毒素生物合成调控机制的研究已成为研究真核生物次级代谢过程的模式系统,真菌基因组学及其他组学技术的快速发展为我们挖掘基因组信息、获取基因表达谱继而为黄曲霉毒素生物合成调控网络及其他真菌次级代谢机制的研究提供基础。真菌次级代谢基因的表达需要不同类型的转录因子进行调控,包括通路特异性转录因子、全局性转录因子及应答各种环境信号的广泛转录因子等,对这些转录因子功能的研究加快了对黄曲霉毒素生物合成代谢调控机制的认识。     

芽胞杆菌代谢产物防治三种常见植物病原真菌的研究进展

植物病原真菌是农业生产的主要威胁之一,使用生物制剂防治病原真菌被认为是更安全和可持续的方式。芽胞杆菌能产生多种抗真菌活性物质（脂肽、细菌素和酶等）,是目前应用最广泛的生防菌。基于芽胞杆菌及其代谢产物的生物防治剂,可有效防治植物病原真菌,在农业生产中发挥着重要的作用。本文聚焦于芽胞杆菌代谢产物的生物防治潜力及其对抗3种常见植物病原真菌（稻瘟菌、尖孢镰刀菌、灰葡萄孢菌）的拮抗属性和机理研究等,通过调研近年来已发表的芽胞杆菌代谢产物抗菌的相关文献,对几种重要的芽胞杆菌代谢产物进行介绍,并总结了芽胞杆菌代谢产物对重要植物病原真菌的抗菌效果及其机制,同时对芽胞杆菌代谢产物对病原真菌的壁膜损伤、抑制真菌孢子萌发和菌丝生长以及竞争性结合真菌DNA等机制的研究手段和效果进行了总结,期望为今后芽胞杆菌类生防制剂的制备和应用提供指导策略。     

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。     

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。     

真菌次级代谢转录调控研究进展

真菌次级代谢产物具有多样复杂的结构和良好的生物活性,广泛应用于工业、农业、医疗等领域。次级代谢产物的产生受多个层级的调控,尤其是转录水平的调控至关重要。文中首先介绍了在真菌转录调控过程中参与次级代谢的代表性转录因子和蛋白质复合体,进而举例说明了转录调控在挖掘真菌新颖次级代谢产物领域的重要作用;期望相关研究者全面认识真菌次级代谢产物的生物合成及转录调控,为发现新的具有良好生物活性的天然产物提供思路。     

丝状真菌次级代谢产物的研究现状与发展趋势

近年来,丝状真菌次级代谢产物的研究在国内外受到了极高的重视,同时也取得了较大的进展。本文对丝状真菌次级代谢产物的生物合成和调控机制以及隐性次级代谢产物生物合成基因簇的激活等方面进行了简述,同时对组合生物学给真菌次级代谢产物研究带来的机遇和挑战进行了讨论。     

软珊瑚(Sinularia flexibilis)和柳珊瑚(Plexaura homomalla)化学防御物质研究进展

软珊瑚(Sinularia flexibilis)和柳珊瑚(Plexaura homomalla)属于海洋低等无脊椎动物,虽然这些动物自身缺乏有效的物理防御手段,却能在竞争激烈的海洋环境中生存与繁衍,这主要是依靠其次级代谢产物的化学防御作用.这些次级代谢产物聚积在体内或释放到环境中,作用主要体现在抵御捕食者、抗病原微生物、克生与防附着等方面.珊瑚化学防御物质的研究有助于探讨珊瑚与其环境中其它生物的化学生态关系,属于海洋化学生态学研究的重要内容之一,其研究方法和思路对海洋活性天然产物乃至海洋新药先导化合物的发现,具有重要的启迪作用.综述了软珊瑚和柳珊瑚化学防御物质的研究进展,并阐释了软珊瑚和柳珊瑚中具有拒捕食、克生、防生物附着等生物活性的次级代谢产物的结构及其化学防御作用.     

丝状真菌新型全局性调控因子LaeA

全局调控在丝状真菌次级代谢调控及其生长发育过程中有着重要的作用。LaeA是2004年首次在构巢曲霉中被发现的第一个丝状真菌全局性调控因子,继而在烟曲霉、黄曲霉、产黄青霉、橘青霉中相继被报道。LaeA能够全局性调控抗生素和真菌毒素等次级代谢产物的合成,影响真菌形态分化,另外还通过影响沉默基因的表达从而调控未知代谢产物的产生,因而能为真菌中天然产物的开发提供新的重要途径。本文就其在丝状真菌中的发现、功能、作用机制及其应用等方面进行综述。     

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。     

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...     

贝莱斯芽孢杆菌的分类、拮抗功能及其应用研究进展

芽孢杆菌(Bacillusspp.)作为生防细菌,已广泛应用于农作物、畜、禽、水产动物的病害防控,也是当今微生物生态防控的研究热点。贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)是芽孢杆菌属的一个新种,因其能够产生多种次级代谢产物,并且具有广谱抑菌活性和促生长作用,被广泛应用于动植物病害的生物防治。本文从贝莱斯芽孢杆菌的分类地位、鉴定方法、抑菌物质、拮抗功能基因、生防作用机制及其应用等方面进行了综述,对贝莱斯芽孢杆菌在工业、农业上的应用进行展望,并对存在的问题进行了探讨,以期为贝莱斯芽孢杆菌的深入研究和应用提供参考。     

生物防治

950608 用球形芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌防治蚊虫[英]/Priest,F.G.…∥J.Appl.Bacteri01.-1992,72(5).-357~,369[译自DBA,1992,11(15),92-08601q 综述。 (1)害虫的生活周期、取食习性及栖息环境; (2)化学防治与生物防治比较I (3)苏云金杆菌作为鳞翅目与双翅目幼虫的生防因子(B.t菌分类学,质粒与毒素基因(晶体蛋白基因cryI、Ⅱ、Ⅲ、11f),以色列变种毒素作用机制,发酵等, (4)球形芽孢杆菌作为生防因子,毒素作用机制,发酵J (5)生防因子制剂与应用I (6)前景展望(制剂的优化,通过基因工程扩大生防因子的杀虫范围、提高生防因子的持久性,如…     

丝状真菌次级代谢产物的功能与合成调控研究进展

真菌是具有高度多样性的微生物资源,其产生的次级代谢产物具有很多重要的作用,如紫外线防护,自身发育以及防御外部侵害,而这些次级代谢产物的生物合成需要多个基因参与调控。本文主要综述了真菌次级代谢产物的药用价值,在真菌发育过程中的生态功能以及合成调控机制。     

真菌次生代谢产物挖掘策略研究进展

真菌是最具生物多样性的类群之一,也是一系列小分子活性化合物的重要来源.近年来,发现新结构、新活性的次生代谢产物超过50%来源于真菌.因此深度挖掘真菌中天然活性化合物,既是研究热点,也将为药物研发提供必要的基础,并具有重要的科学意义.基于基因组测序技术及信息生物学的发展,结合传统方法,深入了解近几年挖掘真菌次生代谢产物的策略,了解相关真菌次生代谢的生物合成及调控机制,可以为新活性、新骨架化合物的发现以及隐性次级代谢物的激活提供理论基础.最终可以精准研究或多种策略结合,对目标菌株开展深入系统地研究.     

出芽短梗霉菌株PA-2全基因组测序及分析

【背景】出芽短梗霉菌株PA-2是一株分离自青海省海东市平安区患病杨树叶片上的真菌,前期研究表明该菌株具有除草和抑菌能力,说明其在生物农药方面具有潜在的应用前景。【目的】了解菌株PA-2的基因组序列信息,挖掘其生防相关功能基因簇,为进一步研究解析该菌株生防机理及生防功能改造提供遗传背景信息。【方法】利用IlluminaHiSeq高通量测序平台对生防菌株PA-2进行全基因组测序,用生物信息学的方法对测序数据进行基因组组装、基因预测及功能注释、碳水化合物活性酶预测、次级代谢产物合成基因簇预测,利用刚果红染色等方法对水解酶活性进行衡量。【结果】菌株PA-2基因组序列全长28 932 793 bp,平均GC含量为50%,共编码10 839个基因,预测到该菌株具有4个已知的次级代谢产物合成基因簇,编码Melanin、Burnettramic Acid A、ACR-Toxin I、Abscisic Acid,该菌株能水解纤维素和果胶。【结论】有助于在基因组层面上解析菌株PA-2生防机制的内在原因,为深入了解出芽短梗霉菌次级代谢物合成途径提供参考,对菌株PA-2的下一步相关研究具有重要意义。     

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。     

淡紫拟青霉次级代谢产物的研究进展

淡紫拟青霉是子囊菌门、肉座菌目、蛇形虫草科、Purpureocillium属的一种丝状真菌。它是一种广谱性很强的生防菌,不仅对植物寄生线虫、蚜虫、红蜘蛛、温室粉虱和切叶蚁等有很好的防治作用,而且对多种植物病原真菌、细菌乃至病毒也有抑制作用。淡紫拟青霉分泌的几丁质酶与丝氨酸蛋白酶能够降解线虫表皮的蛋白质和几丁质组成成分,利于侵入并破坏细胞成分;也能内生于植物,产生效应物对其它真菌产生拮抗作用;也能定殖于植物根际,产生次级代谢产物,对真菌、线虫等产生抑杀作用。目前对淡紫拟青霉次级代谢产物的研究主要有非核糖体肽类、生物碱及聚酮化合物等的合成调控、活性作用和分子结构确定。淡紫拟青霉所产的非核糖体肽类化合物有白灰制菌素A和B,生物碱有拟青霉酰胺,聚酮化合物有Acremoxanthone C和Acremonidin A。综述了淡紫拟青霉次级代谢产物的研究进展,讨论了淡紫拟青霉次级代谢产物的研究意义,最后展望了淡紫拟青霉的研究前景,以期为相关研究者了解淡紫拟青霉提供参考。     

新型生物农药-多杀菌素

多杀菌素是由刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)经有氧发酵后的次级代谢产物,是一种新颖的大环内酯类抗生素,兼有生物农药的安全性和化学农药的速效性。本文主要就多杀菌素的研究历史、结构、理化性质、生物合成、作用机制、杀虫活性和非靶标生物毒性及降解途径进行了综述。     

药用真菌活性次级代谢产物研究

药用真菌作为我国传统中医药体系的重要组成部分,有着悠久的历史。它们能够产生丰富的活性次级代谢产物,具有神经保护、抗肿瘤、降血脂等诸多药效。然而,目前对大部分药用真菌次级代谢产物的化学和生物学研究较少。本课题组主要以抗肿瘤、抗炎、抗菌以及抗病毒等生物活性为指导,选择重要药用真菌进行化学研究,构建我国特色药用真菌代谢产物库。文章主要介绍近4年我们在这方面的研究进展。