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1、放线菌有效成分分析研究进展摘要：植物内生放线菌是一类具有巨大开发潜力的新微生物资源，且是数量众多，都分布于没有外部感染症状的健康植物体内，并与植物协同进化，具有促进植物生长，增强植物抗逆性的作用。目前从许多活体植物组织内分离到的植物内生放线菌中，已有的研究表明，植物内生放线菌在植物病害生物防治中具拮抗机制及其生防作用。因此，研究放线菌已成为一个十分活跃并具有巨大应用前景的领域。关键词：放线菌；有效成分；拮抗机制；研究现状Actinobacteria effective composition analysis and research progressAbstract: plant endog
2、enous actinomycetes is a kind of great development potential new microorganism resources, and is numerous, are distributed in no external infection symptoms plant body health, and cooperative coevolution with plant, have promote plant growth, and strengthen the function of plant resistance. At prese
3、nt many living plants from within the organization to plant endogenous actinomyces separation, the existing research shows that endophytic actinomyces can produce antibiotic material, plant growth promoters, plant growth inhibitors, and with new features of the enzymes physiological activity such as
4、 material. Therefore, the actinobacteria has become a very active and has great application fields. (plant endogenous actinomyces and physiological activity material research progress)Keywords: actinomycosis; active ingredient; antagonistic mechanism;Research前言： 放线菌(Actinomycete)是一类重要的微生物资源，广泛地分布于土壤
5、、湖泊、河流、海洋等不同的自然生态环境中，有的也共生或寄生于动植物宿主上。目前世界药物市场上约70%的抗生素产品来自微生物，其中2/3又是由放线菌产生,表明放线菌是寻找和发现天然生物活性物质的重要生物资源。稀有放线菌作为新的生物活性物质的重要来源具有很大潜力，广泛地分布于土壤中的放线菌，能够降解大量的不同种类的有机化合物，对自然界有机物的矿化起着重要功能。有的放线菌还能够降解橡胶制品。1因此可看出，植物内生放线菌产生的有效成分对植物病害的防治效果具有很大的发展潜力，带来的发展前景更具巨大的。1、放线菌定义及生防应用价值1.1放线菌的定义1.1.1概念 放线菌是一类与人类关系非常密切的微生物,许
6、多抗菌素、酶制剂均来自放线菌2。放线菌分布于各种生态环境中, 益于生长的基质范围很广, 在土壤中的数量仅次于细菌, 较干燥、通气性良好的中性到微碱性土壤是放线菌主要的习居场所3。1.1.2种类放线菌由于菌落呈放射状而得名。它具有生长发育良好的菌丝体，其直径为0.21.2m，革兰氏染色阳性。从Cohn(1872)发现放线菌至今，已经报道了69个属1687个种4。在已知的放线菌中，半数以上发现有拮抗性。应用于生物防治的放线菌主要是链霉菌属(Streptomyces)的种类，其次有诺卡菌属（Nocardia）、游动放线菌（Actinoplanes）、小单孢菌属（Micromonospora）等。1.
7、2生防应用价值 植物病害生物防治强调生态系的良性循环和环境保护，由于其社会效益、生态效益、长远利益而愈来愈引起人们的重视，它是符合我国农业生产持久稳定发展要求的长期策略。放线菌作为一种具有丰富资源的生防微生物类群，在植物病害生物防治中很有开发应用的前景。5放线菌一般通过两种途径对靶标致病菌发挥生防作用，它能够在宿主植物组织内定殖诱发其产生抗病性或者产生抑菌物质，影响病原菌的繁殖、生长，达到防病治病的目的。也可以通过抗生作用、竞争作用、捕食和重寄生作用，降低病原菌的致病性、侵染效率以及接种体密度，导致病原菌群体密度以及致病性下降6。与之相对应，生防放线菌的开发和利用包括两种途径：一是次生代谢产物
8、的利用，其中抗生素(Antibiotics)的利用是目前的主要形式。抗生素是由微生物产生的、在低浓度下对其它微生物的生长有抑制或杀灭作用的一类非酶类化学物质。放线菌是产生抗生素种类最多的一类微生物，据报道由放线菌产生的抗生素已有 4000 余种7-9。其中有些些抗生素已广泛应用于工业、农业和医学领域。在植物病害防治方面，我国研制开发的井冈霉素、多效霉素和农用链霉素等生物农药已经大量使用10，取得了巨大的社会效益、经济效益和生态效益。除了抗生素外，还有酶、有机酸、甾体化合物、维生素、核苷酸及酶抑制剂等。目前已发现的微生物产生的上万种抗生素中，70%以上是放线菌产生的11。2、放线菌拮抗制剂2.1
9、拮抗作用抗生的发生主要依赖于生防菌抗生素的产生,一般单株生防放线菌可以合成多种抗生素。抗生素的作用机理主要是:(1)抑制微生物细胞代谢的某些环节或代谢中的某些酶系统。微生物重要代谢环节被抑制,生长发育出现障碍,甚至死亡。(2)广谱抗生素的抗菌机制:某些抗生素能抑制微生物共同的代谢途径,如蛋白质和核酸的合成,则可抑制许多不同种类微生物的生长。(3)除了干扰代谢作用外,有时也可影响病原菌的形态结构。122.2重寄生作用由水解酶介导的重寄生是生防菌的作用机制之一。放线菌可以分泌多种胞外水解酶,主要包括：几丁质酶、葡聚搪酶、淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶、酯酶、脂肪酶和核酸酶等。植物病原高等真菌的细胞壁
10、是以几丁质为骨架，以-1，3-葡聚糖为主要填充物所组成的。处于生长过程中的菌丝尖端几丁质多呈裸露状态，易被水解酶所攻击而导致细胞破裂,生长受阻或者细胞死亡，阻止病害的发生发展。132.3竞争作用生防放线菌对土壤或植物根际中的碳源的竞争利用,可以阻止病原菌的生长,从而阻止了病原菌对植物的侵染14。竞争方式:(1)空间竞争:由于能够产生抗生素,放线菌能够抑制许多植物病原菌,但它们的应用价值还在于它们在植物根围的定殖能力以及是否对有益菌有抑制作用等15。(2)营养竞争:铁离子(Fe3+)利用度是土壤环境对微生物生长的一个限制因子,链霉菌能够分泌嗜铁素(siderophore),鳌合铁离子,从而更多地
11、利用铁离子,限制了病原微生物对铁离子的需求,从而达到抑制病原菌的目的14。3、放线菌有效成分分析研究现状3.1分析方法 对于放线菌的分析研究，传统的方法：先从植物体内提取内生放线菌进行培养基培养。将培养出来的放线菌连同培养基中的营养成分进行汇总，另外将一些放线菌菌株进行接种培养或与植物病菌连同培养，验证放线菌的抑菌能力和对不同植物病害的有效拮抗能力。利用相似相融的方法，将汇集的放线菌和营养物进行有效成分的萃取，其中萃取剂的成分和顺序：石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇。并在萃取后，利用旋蒸回收萃取剂的方法，将萃取出的放线菌有效成分收集起来，留自然蒸发干。利用相似相融的方法，将已自然干的各个相的放线
12、菌进行过硅胶柱的方法，后把有效成分提取出来，再旋蒸提纯。做活性实验，验证其拮抗化学成分的做结论。3.2有效成分种类 目前从微生物中发现的 8，000 多种微生物活性物质中，有近 70%是放线菌产生的18。而发现的放线菌有效成分中，主要存在于它的代谢产物，放线菌的谢产物除了抗生素外，还有酶、有机酸、甾体化合物、维生素、核苷酸以及酶抑制剂等，这些产物对植物病害来说，都有着很好的拮抗作用。3.3有效成分应用现状 放线菌中应用最多的是链霉菌及其变种, 已有许多的成型制剂应用于生产上。目前在果蔬各种病害的防治中表现出了巨大的作用。如井冈霉菌素、内疗素、768、S- 921、农抗120 等, 可用于防治杨
13、树腐烂病菌、葡萄孢菌、黄瓜黑星病菌、辣椒疫病菌、棉花黄萎病菌、立枯丝核菌及番茄早疫病菌、灰霉病菌、甘蓝黑腐病菌和白菜软腐病菌19。韩国的Kim等人从黎巴嫩链霉菌(Streptomyces libani)分离出来的抗生素As1A。这种抗生素对番茄灰霉病(Botrytis cinerea)、黄瓜叶霉病(Cladosporium cucumerinum)、瓜类炭疽病(Colletotrichum lagenarium)和辣椒疫霉(P.capsici)等温室常见病害有很好的控制效果。Byung等将玫瑰放线菌(Actinomadura roseola)等液培后分离提取出抗生素Da2B,它对辣椒疫霉和立枯
14、丝核菌(R.solani)有明显的抑制作用,主要是抑制菌丝的生长。井冈霉素是防治水稻纹枯病非常理想的生物农药,它是由吸水链霉菌井冈变种(Streptomyces hygroscopicusvar.jinggangensis Yen)产生的。虽然，近期对放线菌有效成分的研究成果还不够突出，但所发现和提取出的成分对现有的对植物病害的作用还是非常明显的。4、存在问题及建议4.1存在的问题 放线菌种类庞杂,分布于各种生态环境中,益于生长的基质范围很广。它作为一种具有丰富资源的微生物类群, 在生物防治中很有开发应用前景。但是, 目前人们只分离到大约10%20% 的土壤放线菌。其中的80% 以上的未知放线
15、菌, 特别是其中的稀有放线菌，到现在还仍未被人们开发出来。而对于现有的理论和技术手段来说，研究未知放线菌和放线菌的有效成分还是存在一定的难度。放线菌有效成分对植物病害的防治效果非常的突出，但不管是对它的研究开拓，还是对它的生产和推广，都还算早。关于放线菌有效成分的研究和开发这段路程，到现在来讲还极为的早。4.2前景展望及建议植物病害生物防治强调生态系的良性循环和环境保护,由于其社会效益、生态效益、长远利益而愈来愈引起人们的重视,是符合我国农业生产持久稳定发展要求的长期策略。放线菌作为一种具有丰富资源的微生物类群,在植物病害生物防治中很有开发应用前景。这就需要我们通过物理、化学和分子生物学等方法
16、改造自然放线菌,培育具有对环境广适应性、对农药高抗性、高繁殖能力和对病害高控制能力的品系,人为增强有益放线菌对植物病害的自然控制能力。完成高产菌株的选育和发酵工艺的研究,达到生物农药的技术指标。同时借助电子显微技术、生化技术、分子生物学技术,采取宏观与微观相结合,深入系统研究有益放线菌的生防机理和持久控制病害的能力,明确并试图克隆其功能基因。我觉得现在我国的农药生产、销售、使用都没有完善的监管制度，造成了高毒农药的滥用，农产品农药残留超标严重现象屡见不鲜。所以在完善农药制度的同时，开发生物型农药显的由为重要。放线菌农药制剂的低毒，无残留等优点由为明显，应该着力发展。而着力发展的前提就在于放线菌有效成分的研究和运用及推广。现代生物技术的出现,尤其是基因工程技术的高度发展,为彻底改造野生型放线菌提供了
