1、论述放线菌与人类的关系1、放线菌简介放线菌(Actinomycetes)是指能形成分枝丝状体或菌丝体的一类革兰氏阳性细菌，其(G+C)mol%含量高，多数超过 70%，因为多数种类能够形成放射状的菌落而得名。放线菌广泛分布在土壤、海洋、动植物体等多种生境，发挥着重要的生态学功能。放线菌最为熟知的特征是具有非凡的次级代谢产物编码能力，已知的微生物生物活性化合物中有超过一半以上都是由放线菌产生的，据估计，已发现的 4000 多种抗生素中，有 2/3 是放线菌产生的。多种来源于放线菌的抗生素在人类健康、农业病虫害防治和环境保护等方面发挥着不可替代的作用。同时，放线菌具有从基质菌丝到气生菌丝到孢子丝的
2、完整形态分化过程及其复杂的调控机制，成为研究微生物形态分化发育的良好素材。另一方面，结核分枝杆菌、疮痂链霉菌等多种病原放线菌也给人类健康和农业生产带来了很大损失。因此，放线菌的生物学特征及其与人类生活的密切相关性一直吸引和激励众多科学人员投身到相关的基础和应用研究之中。2、人类对放线菌的利用放线菌与人类的生产和生活关系极为密切，目前广泛应用的抗生素约 70%是各种放线菌所产生。一些种类的放线菌还能产生各种酶制剂（蛋白酶、淀粉酶、和纤维素酶等） 、维生素（B12）和有机酸等。弗兰克菌属为非豆科木本植物根瘤中有固氮能力的内共生菌。此外，放线菌还可用于甾体转化、烃类发酵、石油脱蜡和污水处理等方面。因
3、此，放线菌与人类关系密切，在医药工业上有重要意义。1、放线菌的次生代谢生物活性产物放线菌所产生的生物活性代谢产物中，抗生素最引人注目。自从 20 世纪40 年代初 Waksman 用链霉菌进行系统筛选新抗生素以来，放线菌已被认为是新抗生素产生菌的主要来源。其中许多具有重要医用价值的抗生素已用于临床，如氨基糖苷类、蒽环类、氯霉素类、-内酰胺类、大环内脂类等。放线菌也产生除抗生素外的其他多种生物活性物质，如酶及酶抑制剂、有机酸、氨基酸、维生素、甾体、生物碱、免疫调节剂等，其中链霉菌来源的占 31%，稀有放线菌来源的占 9%，这表明稀有放线菌作为新的生物活性物质的重要来源可能具有潜力。2、放线菌与生
4、物固氮弗兰克氏菌能够诱导大范围的放线菌根瘤植物(actinorhi-zal plant)产生根瘤。与弗兰克氏菌共生结瘤固氮的非豆科植物是一种重要的固氮资源，弗兰克氏菌与非豆科植物结瘤固氮的活性较强。那些树种是陆地生态系统中有机氮输入的主要贡献者之一，在自然界氮素循环和生态平衡中起着重要作用。弗兰克氏菌的研究近年来正在广泛开展。芬兰、荷兰、印度等国已应用根瘤固氮先锋树种营造防风林。加拿人和我国也都在一定规模上成功地应用弗兰克氏菌进行防风治沙、茶林混作等农林环境工程。已有的成果向人们展示了应用根瘤放线菌植物改造人类生态环境、发展持续生态农业的美好前景。3、极端环境中的放线菌资源极端环境主要指高低温
5、环境、高酸碱环境、高盐环境和高压环境等。在其中存在的微生物具有不同于一般微生物的遗传性、结构功能和生理功能，近年来已引起人们的关注。如在高温条件下，微生物细胞膜的高熔点脂及糖脂增加，DNA 的 G+C%增加、顺序改变，蛋白质和酶的氢键、硫键增加，一级结构改变，亲水性增加，这些改变都使高温菌的耐热性增加，为我们利用高温菌开发高温酶提供了可能。工业上广泛应用的 -淀粉酶，PCR 扩增广泛使用的 Taq 酶，都是从高温菌开发出来的。嗜盐菌紫膜起了一个质子泵的作用，可以高效合成ATP 和排盐。目前正设法利用这些机制来制造生物能电池和海水淡化装置。耐高温和厌氧生长的嗜压菌可用于油井下增压和降低原油粘度，
6、以提高采油效率。低温微生物可对河流、湖泊及地下水等相对低温环境中污染物的降解与转化起重要作用。研究极端环境放线菌可为放线菌资源开发开辟新的广阔天地，也是生态学的一个重要内容。3、放线菌可能给人类带来的危害在已经发现的放线菌中，大多数种都是有益于人类或对人类无害的，但是也有少数种类威胁到了人类健康，如结核分枝杆菌、疮痂链霉菌等多种病原放线菌给人类健康和农业生产带来了很大损失。结核分枝杆菌可引起人类结核病，是目前威胁人类健康的三大感染性疾病之一，2010 年世界卫生组织(WTO)统计，我国 TB 每年发病人数为 100 万，占全球年发病率的 11%，位居全球第 2 位。与 10 年前相比，TB 发
7、病率和死亡率总体来是下降趋势，但耐药结核分枝杆菌和耐药结核病逐渐增多，2007-2008 年全国结核耐药性基线调查结果显示，肺结核患者中耐多药率为 8.22%，泛耐药率为 0.68%。耐药结核病的发生及其难治性对 TB 的控制构成了严重威胁，是TB 疫情居高不下的重要原因。人类可以利用放线菌生产大量的抗生素，抗生素的问世，人类便有了既能杀灭病原体，又不损害已被感染的有机体，从而大大降低了死亡。然而伴随人类社会发展的进程，抗生素的应用竟被演变得毁誉参半。由于不正确地使用抗生素和滥用抗生素，而导致耐药性、过敏性乃至中毒等不良反应现象时有发生。一部分微生物通过基因突变、基因重组、基因获得等方式获得抗
8、生素基因，导致抗药菌株和微生物出现。大量耐药性的产生，使难治性的感染越来越多。如肺炎球菌，过去对青霉素很敏感，治疗效果很好，但现在用青霉素治疗效甚差。又如绿脓杆菌对阿莫西林极易产生耐药性。在抗生素刚使用时，要 20 年才有耐药性，但在上世纪 80 年代后，这个周期缩短为 10 年。长此以往，人类将面临可使用抗生素越来越少的威胁。长期的滥用抗生素会对人类的健康和人类赖以生存的环境造成诸多不利影响。这些不安全因素主要集中在以下方面：抗生素在畜禽体内和畜产品中残留，进而危害人的身体健康；抗生素的致突变、致畸胎和致癌作用；病原菌的耐药性及其传递。动物长期使用抗生素作饲料添加剂，可使某些菌群突变成耐药菌
9、株。而耐药菌株又可能将耐药因子传递给其他敏感细菌，使其他异种菌株变成耐药菌株，从而带来预防与治疗某些疾病的困难；破坏畜禽体内的微生态平衡，从而可能引起某些微生素缺乏症，或可能使非敏感菌群和真菌大量繁殖，导致消化吸收的障碍以至继发性感染。所以，只有在积极开发新药物的同时，合理的使用抗生素药物，才会将抗生素带来的福利继续延续下去，造福人类。参考文献： 1 姜钰, 董怀玉 , 等. 放线菌在植病生防中的研究进展J. 杂粮作物, 2005, 25(5):329-331.2 方羽生, 杨卫华, 等. 放线菌对 4 种病原真菌的拮抗作用初探 J. 广东农业科学, 2001, 5:39-41.3 朱宏建,
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