没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
小单孢菌科放线菌的研究进展.docx
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 46 浏览量
2023-02-23
20:37:21
上传
评论
收藏 615KB DOCX 举报
温馨提示
试读
17页
小单孢菌科放线菌的研究进展.docx
资源推荐
资源详情
资源评论
摘要
小单孢菌科(Micromonosporaceae)菌株是一类具有气生菌丝和基内菌丝分化的经典放线菌,
于二十世纪中期被发现,目前包含 29 属 246 种的成员。这类菌株不仅广泛分布于普通的陆地生态
系统中,在淡水生态系统、海洋生态系统以及一些被认为对生命极具挑战的极端环境中也常能探测
到这些微生物的踪迹。小单孢菌产生的抗生素和其他生物活性物质被广泛应用于医疗和农业的多个
领域,一直以来受到研究人员的广泛关注。本文就小单孢菌科放线菌的分类学特征、生态分布、基
因组特征及其在医药和农业领域的应用情况进行了综述,以期为推进小单孢菌科放线菌资源的高质
量发掘奠定基础。
Abstract
Micromonosporaceae, a family of classical actinomycetes with aerial hyphae and
substrate hyphae differentiation, was discovered in the middle of the 20th century
and currently contains 246 species of actinomycetes belonging to 29 genera. The
members affiliated to the family Micromonosporaceae are widely found in common
terrestrial environments, freshwater ecosystems, marine ecosystems, and even
in some extreme environments considered extremely challenging to life. Antibiotics
and other bioactive substances produced by Micromonosporaceae have been widely
used in many fields of medicine and agriculture, and have received extensive
attention from researchers. In this paper, the taxonomic characteristics,
ecological distribution, genomic characteristics and applications in medicine and
agriculture of Micromonosporaceae are reviewed, with a view to promoting the
high⁃quality exploration of the resources of Micromonosporaceae.
译
关键词
小单孢菌科; 分类学; 抗生素; 多样性; 基因组
Keywords
Micromonosporaceae; taxonomy; antibiotic; diversity; genome
译
0 引 言
放线菌(actinomycetes)是创新性微生物活性天然产物的主要产生菌,微生物来源的生物活性化
合物中大约 45%是由放线菌产生的
[ 1]
,其中,放线菌大家族中的链霉菌属(Streptomyces)菌
株的贡献份额最为卓著。在经历了“抗生素淘金热”以及借助于分子生物学手段对微生物资源的深入
勘探之后,多数链霉菌菌株都经过了两轮以上的生物活性筛选。因此,从链霉菌中发现新抗生素的
难度与日俱增。小单孢菌科(Micromonosporaceae)放线菌是一类优势稀有放线菌,在自然环
境 中 广 泛 分 布 , 物 种 多 样 性 丰 富 。 其 中 , 从 归 属 于 小 单 孢 菌 科 的 小 单 孢 菌 属
(Micromonospora)、 游 动 放 线 菌属( Actinoplanes) 、 指 孢 囊菌属 ( Dactylosporangium)
和盐孢菌属(Salinispora)放线菌中发现的抗生素广泛应用于临床及农业生产,激励着研究者把
目光转向了这类稀有放线菌类群。
1 小单孢菌科的分类学研究进展
1.1 小单孢菌科的分类研究历史
小单孢菌科的分类学研究历史见证了原核生物的分类学研究变迁。在十九世纪以前,囿于形态学分
类为主的分类学研究手段, 有菌丝分化的放线菌曾被归入真菌类群中。 小单孢菌属由 Ørskov
[ 2 ]
于 1923 年提议建立。其显著特征是能够产生基内菌丝,并能够在基内菌丝上形成单个的、不具运
动性的孢子,在多数培养基上不产生气生菌丝。1938 年,Kalakutskiiĭ 基于产孢特点等形态特征,
提出 将 放 线 菌 目 分 为 小 单 孢 菌 科 和放 线 菌 科 , 分 别 涵 盖 小 单 孢 菌 属和 放 线 菌 属
[ 3 ]
。1990 年 ,
Goodfellow 等
[ 4]
采用简单匹配法、Jaccard 法和模式系数法对 68 株游动放线菌属菌株与部分归
属 于 游 动 放 线 菌 属 、 小 瓶 菌 属 ( Ampullariella ) 、 指 孢 囊 菌 属 、 小 单 孢 菌 属 、 游 动 双 孢 菌 属
(Planobispora)、螺孢菌属(Spirillospora)和链孢囊菌属(Streptosprangium)菌株进行
了表型特征数字聚类分析,结果显示,归属于游动放线菌属、指孢囊菌属和小单孢菌属放线菌株聚
类为同一簇,细胞化学特征检测显示,其主要脂肪酸成分、甲基萘醌成分及极性脂成分也基本一致,
据此,将它们纳入小单孢菌科,并对小单孢菌科的特征描述进行了修订。1996 年,Koch 等
[ 5]
通
过 16S rRNA 基 因 系 统 发 育 分 析 发 现 , 链 孢 菌 属 ( Catellatospora ) 、 短 链 游 动 菌 属
(Catenuloplanes)和库齐游动菌属(Couchioplanes)菌株序列落在了小单孢菌科其他属菌株
序列形成的系统进化分支内,因此将这三属纳入到小单孢菌科中。这些新成员的加入增加了小单孢
菌科的生理生化特性和化学分类学等表型方面的异质性。1997 年,Stackebrandt 等
[ 6]
基于 16S
rRNA 基因序列系统发育分析及小单孢菌科放线菌 16S rRNA 的特征性序列,对小单孢菌科的分类
界定又做了进一步修改。同年,根据 16S rRNA 基因序列特征,螺旋游动菌属(Spirilliplanes)
也被纳入小单孢菌科中
[ 7]
。2009 年,Zhi 等
[ 8]
基于 16S rRNA、23S rRNA 以及一些蛋白质保
守 序 列 构 建 系 统 发 育 树 , 对 小 单 孢 菌 科 放 线 菌 的 系 统 发 育 地 位 进 行 了 进 一 步 诠 释 。 2018 年 ,
Nouioui 等
[ 9]
利用细菌基因组序列草图和相关生物信息学工具,根据系统发育学原理,从基因组
尺度推导系统发育关系,对小单孢菌科进行了修订描述,主要补充了对小单孢菌科放线菌基因组大
小 和 基 因 组 DNA 的 ( G+C ) 含 量 的 描 述 。 目 前 , 该 科 共 包 含 29 属 : 短 链 孢 菌 放 线 属
(Actinocatenispora)、游动放线菌属、杆状孢放线菌属(Actinorhabdospora)、异短链球孢
菌属(Allocatelliglobosispora)、异居根菌属(Allorhizocola)、阿森诺氏菌属(Asanoa)、
链孢菌属、短链球孢囊菌(Catelliglobosispora)、短链游动菌属、库齐游动菌属、指孢囊菌属、
滨 田 氏 菌 属 ( Hamadaea ) 、 克 拉 西 利 尼 科 夫 菌 属 ( Krasilnikovia ) 、 长 孢 菌 属
(Longispora)、卢得曼氏菌属(Luedemannella)、栖红树菌属(Mangrovihabitans)、小
单孢菌属、植物栖居菌属(Phytohabitans)、植物单孢菌属(Phytomonospora)、发仙菌属
( Pilimelia ) 、 游 动 孢 囊 菌 属 ( Planosporangium ) 、 植 物 放 线 孢 囊 菌 属
( Plantactinospora ) 、 多 形 态 孢 菌 属 ( Polymorphospora ) 、 假 孢 囊 菌 属
(Pseudosporangium)、居根菌属(Rhizocola)、皱纹单胞菌属(Rugosimonospora)、盐
孢菌属、螺旋游动菌属和杆状孢囊菌属(Virgisporangium)。
1.2 小单孢菌科的分类学特征
小单孢菌科放线菌在多数培养基上形成平坦或微微凸起的菌落,表面光滑或伴有褶皱。大部分菌株
可产生类胡萝卜素,使菌落呈现橙色或红色;也有部分小单孢菌科放线菌可产生蓝绿色、棕色或紫
色色素,能够形成多具分枝和分隔基质的基内菌丝,气生菌丝较为罕见。大部分菌株在基内菌丝上
形成单胞子、短胞子链或孢子囊;一些菌株产生的孢子可借助端生鞭毛运动。不抗酸,革兰氏染色
阳性。大多数成员细胞壁肽聚糖的特征性氨基酸含有内消旋二氨基庚二酸和/或 3⁃羟基二氨基庚二
酸。除发仙菌属外,该科其他属菌株细胞壁肽聚糖肽链的第一个氨基酸均为甘氨酸。全细胞水解产
物普遍含有阿拉伯糖和木糖,并可能检测到其他特征性糖组分。在大部分属中,主要脂肪酸成分均
包含 饱 和 iso⁃ 脂肪酸和 anteiso⁃ 脂肪酸。几 乎所有属的 极 性脂成分 均 包含磷脂 酰 乙醇胺( PE),
部分属的极性脂成分还包括二磷脂酰甘油(DPG)、磷脂酰甘油(PG)、和磷脂酰肌醇(PI)。
细胞优势呼吸醌组为 MK⁃9 和 MK⁃10。(G+C)含量约为 65~75 mol%。
基 于 小 单 孢 菌 科 各 属 代 表 种 菌 株 以 及 部 分 其 他 相 关 放 线 菌 ——星 形 诺 卡 氏 菌 ( Nocardia
asteroides)NBRC 15531
T
、玫 瑰 链 孢 囊 菌(Streptosporangium roseum)DSM 43021
T
、
达 松 维 尔 拟 诺 卡 氏 菌 ( Nocardiopsis dassonvillei ) DSM 43111
T
和 弯 曲 高 温 单 孢 菌
(Thermomonospora curvata)DSM 43183
T
的 16S rRNA 基因序列构建的系统进化树中,绝
大多数小单孢菌科各属代表种聚在一起且形成稳定的分支。从进化树上看,小单孢菌科放线菌与诺
卡氏菌科、链孢子囊菌科、拟诺卡氏菌科、嗜热单孢菌科放线菌的进化距离较近(图 1)。基于菌
株全基因组的核心基因
[ 10]
构建的系统进化树反映出的菌株系统进化关系和 16S rRNA 基因系统进
化树基本对应(图 1、2)。
图 1 基于小单孢菌科各属代表种菌株及其他相关放线菌的 16S rRNA 基因序列构建的 NJ 系统
进化树
Fig. 1 Neighbour⁃joining phylogenetic tree based on 16S rRNA gene
sequences of the representative members of the genera of the family
Micromonosporaceae and some other related actinomycetes
注: 以哈尔滨糖霉菌(Glycomyces harbinensis)DSM 46494
T
为外群
Note: Glycomyces harbinensis DSM 46494
T
was used as an outgroup
下载: 原图 | 高精图 | 低精图
剩余16页未读,继续阅读
资源评论
罗伯特之技术屋
- 粉丝: 3701
- 资源: 1万+
下载权益
C知道特权
VIP文章
课程特权
开通VIP
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功