放线菌

null放 线 菌 遗 传放 线 菌 遗 传放线菌(Actinomycetes)是一类具有丝状分枝细胞和无性孢子的G+原核微生物,由于菌落呈放射状而得名。放线菌(Actinomycetes)是一类具有丝状分枝细胞和无性孢子的G+原核微生物,由于菌落呈放射状而得名。放线菌的概念：一、 放线菌的分类依据一、 放线菌的分类依据（一）细胞的形态结构（一）细胞的形态结构1、菌体为丝状单细胞，其 大小、粗细与细菌相同 2、有多核体，为拟核，与 细菌相同 3、细胞壁组分为肽聚糖， 对溶菌酶敏感 4、孢子的鞭毛同细菌鞭毛 5、核糖体为70s 放线菌的分类依据null放线菌 光学显微镜下的放线菌 nullA：诺尔斯氏链霉菌； B：皮疽诺卡氏菌； C：酒红指孢囊菌； D：游动放线菌； E：小单胞菌； F：皱双孢马杜拉放线菌 放线菌在固体培养基上形成与细菌不同的菌落特征，放线菌菌丝相互交错缠绕形成质地致密的小菌落，干燥、不透明、难以挑取，当大量孢子覆盖于菌落表面时，就形成表面为粉末状或颗粒状的典型放线菌菌落，由于基内菌丝和孢子常有颜色，使得菌落的正反面呈现出不同的色泽。 null产抗菌素的放线菌的菌落特征 A：卡特利链霉菌； B：弗氏链霉菌； C：吸水链霉菌金泪亚种；D：卡那霉素链霉菌； E：除虫链霉菌； F：生磺酸链霉菌 null（二）放线菌的代谢特征（二）放线菌的代谢特征放线菌的分类依据（1）最适pH：中性偏碱 （2）DNA重组方式：同细菌（三）对噬菌体和抗生素的敏感性： 与细菌相同 所以：在Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. (伯捷氏细菌系统分类） Vol.4 上归为 分枝菌纲(Actinomycetes) null二、放线菌营养菌丝匍匐生长于 培养基内，吸收营养营养菌丝发育到一定阶段， 伸向空间形成气生菌丝气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子 的菌丝，即孢子丝null二、放线菌null二、放线菌null二、放线菌null二、放线菌孢子在适宜 的条件下萌 发，长出1-3 个芽管营养菌丝气生菌丝繁殖菌丝 （孢子丝）孢子丝释放孢子null二、放线菌繁殖方式无性孢子菌丝断裂凝聚孢子 横隔孢子 孢囊孢子 分生孢子 厚壁孢子存在多种 孢子形成方式常见于液体培养中，工业发酵生产 抗生素时都以此法大量繁殖放线菌细菌的芽孢是休眠体，而放线菌的孢子是繁殖体二、放线菌的基本形态二、放线菌的基本形态(一)菌丝（hyphae)：(一)菌丝（hyphae)：放线菌的基本形态概念: 　 细胞在生长过程中，呈丝状分枝，无隔，为多核体。可分为基内菌丝和气生菌丝。成团的菌丝为菌丝体（mycelium).　1. 基内菌丝(substrate hyphae):1. 基内菌丝(substrate hyphae):放线菌的基本形态 培养基内匍匐生长 的菌丝，无隔，约0.2-0.8μm。 通常会产生水溶性或脂溶性色素. 功能：吸收营养，所以又称营养菌丝。2. 气生菌丝(aerial hyphae):2. 气生菌丝(aerial hyphae):放线菌的基本形态 　由营养菌丝长出培养基外，伸向空间的菌丝。略粗于基丝0.5-1.2μm，也有色素产生。 功能：气生菌丝生长到一定阶段可分化出繁殖结构，即孢子丝。3. 孢子丝3. 孢子丝放线菌的基本形态 概念：可以形成孢子的菌丝（具分类价值）， 功能:繁殖。 形态：直、波曲、螺旋 着生方式：丛生、轮生（二）孢子（spores):（二）孢子（spores):放线菌的基本形态形态：有圆、卵圆、柱状等。 表面：或光滑或粗糙；有的还带有毛刺、鞭毛。 色素：因种而异。放线菌的基本形态放线菌的基本形态分生孢子(conidiospores):在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子，菌丝分裂形成。放线菌孢子特点：放线菌孢子特点： 对干燥抵抗力强，对热抵抗性不强。多为65℃，10～15min失活（嗜热放线菌例外）。放线菌的基本形态三、放线菌的繁殖三、放线菌的繁殖繁殖：无性繁殖繁殖：无性繁殖1. 形成无性孢子 （1）横隔分裂 膜内陷 （2）缩缢分裂 壁和膜同时内陷 2．菌丝片段 可繁殖成新的菌丝，常见于液体基中。放线菌的繁殖四、放线菌的菌落特征四、放线菌的菌落特征null固体培养基固体培养基 菌落特征：质地致密、干燥、多皱、小而不 蔓延、不易挑起，表面有放射状沟纹。 菌落形状：随菌种不同可有两类： （1）产生大量分枝状菌丝的菌种： （如Strptomyces)形成与培养基结合较紧的菌落，不易挑起或整个挑起。 （2）不产生大量菌丝的菌种： （如Nocardia)形成的菌落呈粉质，挑之易碎放线菌的菌落特征五、放线菌的主要属五、放线菌的主要属放线菌的主要属放线菌的主要属（一）诺卡氏型（Nocardioforms) 特征：好气型，具气生菌丝，多产粉 孢子。 应用：烃类发酵，污水处理 ，产生 抗生素（如万古霉素、头孢菌 素等）放线菌的主要属放线菌的主要属（二）具有气生菌丝特化出的孢囊孢子和分生孢子 1．弗兰克氏放线菌属（Frankia) 可以固氮，存在于非豆科植物根部， （如: 桤木、赤扬等） 2．小单孢菌属（Micromonospora) 可产生多种抗生素，如庆大霉素、利福霉素；有的种可积累VitB12 3．链霉菌属(Streptomyces) 产生许多著名的抗生素，如链霉素、红霉素、四环素、土霉素、金霉素等。null放线菌培养基 　　配方一 淀粉琼脂培养基（高氏培养基） 　　可溶性淀粉 2克 硝酸钾 0.1克 　　磷酸氢二钾 0.05克 氯化钠 0.05克 　　硫酸镁 0.05克 硫酸亚铁 0.001克 　　琼脂 2克 水 1000毫升 先把淀粉放在烧杯里，用5毫升水调成糊状后，倒入95毫升水，搅匀后加入其他药品，使它溶解。在烧杯外做好记号，加热到煮沸时加入琼脂，不停搅拌，待琼脂完全溶解后，补足失水。调整pH值到7.2～7.4，分装后灭菌，备用。 null　　配方二 面粉琼脂培养基 　　面粉 60克 琼脂 20克 　　水 1000毫升 　　把面粉用水调成糊状，加水到500毫升，放在文火上煮30分钟。另取500毫升水，放入琼脂，加热煮沸到溶解后，把两液调匀，补充水分，调整pH值到7.4，分装，灭菌，备用。 null与人类的关系放线菌常以孢子或菌丝状态极其广泛地存在于自然界，土壤 中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。能产生大量的、种类繁多的抗生素（其中90%由链霉菌产生）有的放线菌可用于生产维生素、酶制制；此外，在甾体转化、 石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等方面也有应用少数寄生型放线菌可引起人、动物（如皮肤、脑、肺和脚部感染）、 植物（如马铃薯和甜菜的疮痂病）的疾病。null战功累累的放线菌 医生常常使用链霉素、红霉素这一类抗生素药物治病，使许多病人转危为安。抗生素的主角就是大名鼎鼎的放线菌。 　　放线菌的个体由一个细胞组成，这与细菌十分相似，因此它们常被当作细菌家族中的一个独立的大家庭。不过，放线菌又有许多真菌家族的特点，例如菌体由许多无隔膜的菌丝体组成，所以从生物进化的角度看，它是介于细菌与真菌之间的过渡类型。 null各种放线菌放线菌有许多交织在一起的纤细菌体，叫菌丝。这些菌丝分工不同，有的“埋头大吃”，这是专管吸收营养的基质菌丝；有的朝天猛长，这是作为放线菌成长发育标志的气生菌丝。放线菌长到一定阶段便开始“生儿育女”。它们先在气生菌丝的顶端长出孢子丝，等到成熟之后，就分裂出成串的孢子。孢子的外形有的像球，有的像卵，可以随风飘散，遇到适宜的环境，就会在那里“安家落户”，开始萌生成新的放线菌。 null放线菌大量存在于土壤中。它们中绝大多数是腐生菌，能将动植物的尸体腐烂、“吃”光，然后转化成有利于植物生长的营养物质，在自然界物质循环中立下了不朽的功勋。还有一种叫弗兰克氏菌，生长在许多非豆科植物的根瘤里，能固定大气中的氮，成为植物能利用的氮肥。放线菌还有许多贡献。目前发现的几千种抗生素中，有一半以上是由放线菌产生的。它的菌落颜色鲜艳，呈放射状，对人体无害，因此，人们常用它作食品染色剂，既美观，又安全。利用放线菌还可以生产维生素B12、蛋白酶和葡萄糖异构酶等医药用品。 null虽然个别类的放线菌对人类有害，例如分枝杆菌能引起肺结核和麻风病等，但这些比起放线菌的功绩来，实在是微不足道的。 人们常说的“土腥气”正是来自土壤中的放线菌 链霉菌产生的抗生素 链霉菌产生的抗生素 一次代谢物是维持生物合成或生长过程中所需的代谢物，至于对生命的维持不具明显的功能，只在某些生物上产生的代谢物，则是二次代谢物，如抗生素或色素等。 链霉菌可以产生多种二次代谢物，包括各种物质的分解酵素及抗生物质。这些代谢产物除了可用在人体的医药以及当成家畜饲料的添加物外，在农作物生产方面，也可做为植物保护之用。链霉菌是已知放线菌中最大的族群，可产生高达一千多种的抗生物质，许多重要的抗生素如放线菌素、链霉素、四环霉素、保米霉素、维利霉素、嘉赐霉素及康霉素等，都可由链霉菌生产。一般而言，农用抗生素具有较低毒性及残留性质，可以抑制病原微生物的生长和繁殖，或者能改变病原菌的形态而达到保护作物的效果。 null链霉菌产生的抗生素种类繁多且结构复杂，从结构上区分，大致可把农用抗生素分为下列六大类： 氨基糖类抗生素：这类抗生素属于糖的衍生物，由糖或氨基酸与其它分子结合而成。在植物体内具有移行性，可干扰病原细胞蛋白质的合成，如链霉素。 四环霉素类抗生素：这类抗生素是由四个乙酸及丙二酸缩合环化而形成，可以抑制病原菌核糖体蛋白，如四环霉素。 null核酸类抗生素：这类抗生素含有核酸类似物的衍生物，作用于病原菌的去氧核糖核酸合成系统，抑制其前驱物或酵素的合成，如保米霉素。 大环内酯类抗生素：它是由 12 个以上的碳原子组成，且形成环状结构，通常可和细菌的 50 核糖体亚基结合，以阻断蛋白质的合成，如红霉素。 null多烯类抗生素：由 25 ~ 37 个碳原子组成的大环内酯类抗生素，含有 3 ~ 7 个相邻的双键，可与病原真菌细胞膜上的类固醇结合，有破坏细胞膜的功能，如治霉菌素。 多肽类抗生素：这类抗生素是把氨基酸用不同的肽键结合，经常形成网状结构，可以抑制病原菌细胞壁的合成，如纯霉素。 null由于多数链霉菌具有分泌抗生物质或细胞外酵素的能力，可以有效抑制植物病原菌。此外，少部分还具有促进植物生长或诱导植物产生抗病性的效果，因此链霉菌在生物防治应用上极具潜力。 链霉菌在植物保护上的应用 链霉菌在植物保护上的应用 生物防治法是农业生态系中，植物病原、昆虫与益菌或天敌等族群间维持均衡的重要策略之一。就植物病害而言，其定义是指在自然或人为操控的环境下，透过一种或多种拮抗微生物，有效降低病原菌的密度、活力及感染作物的能力，进而达到防治植物病害的效果。 null链霉菌拮抗植物病原菌的原理可分为抗生、竞争和超寄生作用。抗生作用是指拮抗菌所分泌的代谢物质如抗生素或酵素，可以抑制病原菌的生长。竞争作用是拮抗菌与植物病原菌竞争养分、生存空间，尤其在作物的根圈部位建立族群优势，进而达到抑制病原菌的生长及存活，间接保护作物免于被病原危害。超寄生作用则是拮抗微生物寄生于病原菌上，致使其菌丝或生殖构造遭受破坏甚至死亡。 null例如利迪链霉菌 WYEC108 菌株，可阻扰腐霉菌的卵孢子发芽，因为它所分泌的几丁质分解酵素可以破坏腐霉菌菌丝的细胞壁。如果把豌豆种子粉衣以 WYEC108 菌株处理，可使豌豆种子免于受腐霉菌的危害。 null灰绿链霉菌可产生数种代谢物，其中包含一种芳香族的七烯类，近似克念菌素的物质，这种由放线菌所产生的代谢物，可以防治多种由镰胞菌引起的作物病害。此外，由阿链霉菌产生的阿巴汀，已商品化成为杀虫剂，可有效防治西红柿斑潜蝇及银叶粉虱等。由绿产色链霉菌分离纯化的普通霉素，也用于苋属杂草的防除工作。 null链霉菌还可产生多种可分解蛋白质、木质素、几丁质及纤维素的酵素，分解自然界不易被其它微生物分解的物质，如促进废弃物的分解，可以生产有机肥，解决环境污染问题并提高废弃物的价值，达到资源化的目的。