红树林放线菌及其代谢产物多样性

解修超 ，阮昌应，洪 亮，杨 建

（1.陕西理工学院 生物科学与工程学院，陕西汉中 723001；2.陕西省食药用菌工程技术研究中心，陕西汉中 723001；3.红河学院 云南省高校农作物优质高效栽培与安全控制重点实验室，云南蒙自 661100）

放线菌广泛存在于不同的自然生态环境中，种类丰富，代谢产物多样，具有重要的实际用途和巨大的经济价值.但经过近几十年来大规模的筛选后，希冀从陆地分离获得新的菌种变得日益困难.所以近几年，人们开始把目光转向海洋深处、火山口地带及植物组织内部等特殊的生态环境.

红树林是分布于热带、亚热带海岸潮间带的木本植物群落，是热带海岸地带一种重要的湿地类型和重要的生态系统.该地带的土壤由于处于咸淡水交汇的特殊环境，所以兼具海洋与陆地的性质，是海岸线生态关键区.具有高生产力、高归还率、高分解率的三高特点，同时它又不断接受红树林植物的供养、庇护，蕴藏着极为丰富独特的微生物资源[1].该研究对红树林放线菌及其次级代谢产物多样性方面做一概述.

1 红树林概况

目前全世界的红树林面积约为1400万公顷，其中分布密度最高的是在印度洋和太平洋的临海地带.根据国际红树林组织所列，全世界目前有62科30属243种的红树林植物.我国现有红树面积15122公顷，共有红树植物12科16属27种1个变种，主要集中在海南、广西和广东三省[2].

2 红树林放线菌多样性

红树林放线菌具有丰富的多样性.它广泛栖息于动植物体表、体内、土壤及海底沉积物中.主要包括链霉菌属(Streptomyces)、小单孢菌属(Micromonospora)、马杜拉放线菌属(Actinomadura)、拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)、疣孢菌属(Verrucosispora)、继生菌属(Jishengella)以及游动放线菌属(Actinoplanes)等.已从红树林中分离的放线菌在各主要放线菌科、属中都有分布，但其优势菌群一般为链霉菌属和小单胞菌属.

2.1 红树林土壤放线菌多样性

土壤是放线菌生活的大本营，含有丰富多样的放线菌资源.仝林燕[3]对湛江红树林滩涂放线菌进行分离鉴定时，发现35株菌属于链霉菌属，1株菌属于拟诺卡氏菌属.骆耐香等[4]，从广西北海及防城港红树林根系土壤中分离出15株典型的放线菌，经16S rDNA序列比对显示，其中有12株属于链霉菌属，是常见菌属，3株属于拟诺卡氏菌属，为稀有放线菌.肖静等[5]从福建漳江口红树林自然保护区的土壤沉积物中分离得到163株放线菌，经16S rDNA的序列多样性分析发现其中89 %为链霉菌属、3.7 %为马杜拉放线菌属(Actinomadura)、6.1 %为小单胞菌属、0.6 %为糖单孢菌属(Saccharomonospora)和拟诺卡氏菌属.

2.2 红树林内生放线菌多样性

唐依莉等[6]从红树植株不同部位分离内生放线菌，用16S rRNA 基因序列分析鉴定到属，共分离得到内生放线菌52株，分别属于小单孢菌属47株，链霉菌属3株，疣孢菌属1株和继生菌属1株.魏玉珍等 从广西山口国家红树林生态自然保护区采集了真红树植物和半红树植物的根、茎、叶及胚轴等组织样品，从中分离得到118株放线菌.对其进行筛选后，在77株阳性菌株中，44株为链霉菌属，25株为小单孢菌属，3株为糖丝菌属(Saccharothrix)，3株为诺卡氏菌属(Nocardia)，1株为拟诺卡氏菌属，1株为伦茨氏菌属(Lentzea).

3 红树林放线菌活性代谢产物的研究进展

3.1 抗菌抗病毒类

詹萍等[8]从红树林样品中分离得到30株放线菌，其中No.15对4株指示菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉、酿酒酵母菌)均有明显的抗菌活性.梁碧怡等[9]从广东沿海原生态红树植物根部泥样中，分离得到177株放线菌，并筛出44 株具有抗分枝杆菌的活性的放线菌，首次揭示了红树林放线菌是好的抗分枝杆菌先导化合物的资源.李逾等[10]，对黄槿、秋茄、海漆3种红树植物中分离出的内生放线菌进行了抗H1N1病毒的活性筛选，并对活性菌株HA12210进行了鉴定，发现其发酵液稀释20倍后对H1N1病毒的抑制率仍达到73.2 %.袁桂峰等[11]对广西北海红树林土壤中的放线菌进行分离和鉴定，成功分离和鉴定了二株具有抗菌活性的菌株BH200951和BH200954，其中BH200951的发酵液对G+菌的抑制作用要强于对G-菌的抑制作用，BH200954却正好相反.Rajaretinam Rajesh Kannan等[12]，从红树林共生链霉菌属PVRK-1中分离出了具有抗甲氧西林金黄色葡萄球菌的活性小分子物质.

3.2 抗肿瘤类

周中流等[13]从我国湛江红树林采集的海泥样品中分离得到了72株放线菌， 18%的放线菌发酵液具有不同程度的细胞毒活性，其中N2010-37和N2010-68两株放线菌发酵液对肺癌细胞A549和人类慢性髓性白血病细胞K56有显著的作用.李蓉等[14]从深圳福田红树林根际于不同季节采集土样中分离得到95株放线菌，采用MTT法测定了它们对肺癌细胞A549、白血病细胞株K562两种肿瘤细胞的细胞毒活性，其中21%放线菌发酵液具有细胞毒活性， s33、s62、s65和s68这4株放线菌发酵液可以抑制5种以上的真菌，并对以上两种肿瘤细胞株均有作用.Rattanaporn Srivibool等[15]从泰国湾东海岸的红树林沉积物中分离出了一株菌CH54-4，属于链霉菌属，在对其进行研究中，发现对G+菌、G-菌和真菌具有很强的抑菌活性，同时也发现其对乳腺癌细胞也具有较强的抑制活性，其IC50为2.91 μg/ml.

3.3 杀虫活性类

曾庆飞等[16]从海南省东寨港红树林底泥样品中共分离出216株放线菌，其中有6株对根结线虫有拮抗作用，且菌株HA10002具有较强的活性和遗传稳定性.陶玲等[17]从红树林放线菌I07A-01824的次级代谢产物中分离得到了对杀死线虫具有较强作用的活性物质，并且该菌株的次级代谢产物可以稳定存在，化学结构为5，8-二烯十四酸，为一不饱和脂肪酸，27.3 mg/L剂量下开始显示出对秀丽隐杆线虫有活性，其24h后的IC50值为162.8 mg/L.

3.4 抑藻活性类

有害赤潮肆虐于世界各国沿海，是国际社会共同关注的重大海洋环境问题和生态灾害.郑小伟等[18]从福建云霄国家红树林自然保护区滩涂沉积物样品中，共分离获得521株纯培养物.通过检测绿藻门(Chlorophyta)的盐生杜氏藻(Dunaliella salina)和自养小球藻(Chlorella autotrophica)，发现它们具有较强抑藻作用.综合形态特征、生理特征以及系统发育分析的结果后，鉴定该菌株为灭癌素链霉菌.目前大部分研究中的溶藻放线菌都是从土壤中分离得到的[19].

3.5 免疫调节活性类

裴华等[20]对分离自海南红树林链霉菌的胞外多糖(exopolysaccharide，EPS)进行了免疫调节活性研究，以小鼠迟发型过敏反应、血清溶血素测定以及巨噬细胞吞噬实验探讨EPS的免疫调节活性，并以流式细胞仪测定脾脏淋巴细胞亚群.结果显示，EPS对小鼠免疫应答多项指标具有一定的正向调节作用(P＜0.05)，CD4+T细胞数量、CD4+/CD8＋比率明显高于正常对照组，所以此种产自链霉菌的EPS具有一定的免疫调节活性.

4 展望

闫丽萍等[21]对红树环境和非红树环境中的海泥、海草等进行放线菌分离筛选，共得到168株放线菌，其中162株来自红树林样品，从非红树样品中几乎分离不到放线菌.Jensen Penical等[22]曾对Bahamas近海75个样品进行放线菌的分离，从红树林泥样中分离到放线菌的几率以及总数均高于海沙、礁石、海草样品.他们从红树林五个样品中筛选到47株放线菌，而从海草中仅分离到3株放线菌.这个结果充分显示了红树样品相对于非红树样品的优势.

随着生物学技术的发展和人类对红树林放线菌认识的加深，不久的将来会有更多的红树林放线菌活性代谢产物被人类发现.虽然目前已有部分产物被应用于医疗与病虫害防治，但是要广泛应用于人类的生产和生活，还需要进一步研究.所以，要充分利用我国红树林放线菌的资源优势，研究开发具有我国自主知识产权的红树林放线菌天然产物，不仅具有必要性，而且具有美好的产业化前景.

[1]Lin Peng，Zhang Yubin,Deng Aiying,et al.Microflora and antimicrobial activities of soil microorganisms in mangrove forests in the Jiulong Estuary,China[J].Acts Ocean Sin,2005,27(3):133.

[2]林鹏.中国红树林研究进展[J].厦门大学学报(自然科学版),2001,40(2):592-603.

[3]仝林燕.湛江红树林滩涂放线菌的分离鉴定[D].广州:广东海洋大学,2011.

[4]骆耐香,陈森洲,袁桂峰,等.广西沿海地区红树林根系土壤中放线菌的分离与鉴定[J].基因组学与应用生物学,2010,29(2):310-313.

[5]肖静,许静,谢庶洁,等.红树林放线菌的分离及其抗菌和抗肿瘤细胞活性[J].应用与环境生物学报,2008,14(2):244-248.

[6]唐依莉,王蓉,洪葵.不同红树林地区老鼠簕内生放线菌的分离及其环境适应性[J].微生物学通报,2012,39(1):25-32.

[7]魏玉珍,张玉琴,赵莉莉,等.广西山口红树林内生放线菌的分离、筛选及初步鉴定[J].微生物学通报,2010,37(6):823-828.

[8]詹萍,滕茁,韦明肯.具抗菌活性红树林放线菌的分离筛选与研究[J].中国酿造,2012,23(9):2232-2234.

[9]梁碧怡,陆羽,王军,等.广东沿海原生态红树林环境放线菌分离及抗分枝杆菌活性评价[J].海洋通报,2012,31(3):314-319.

[10]李逾,袁维道,朱军,等.抗甲型流感H1N1病毒红树林内生放线菌的筛选及菌株HA12210的鉴定[J].中国海洋药物杂志,2012,31(4):25-9.

[11]袁桂峰,黄大林,徐雅娟,等.二株具有抗茵活性红树林土壤放线菌的分离与鉴定[J].时珍国医国药,2011,22(11):2756-2757.

[12]Rajaretinam Rajesh Kannan,Appadurai Muthamil Iniyan,Vincent Samuel Gnana Prakash.Isolation of a small molecule with anti-MRSA activity from a mangrove symbiont Streptomyces sp.PVRK-1 and its biomedical studies in Zebrafish embryos[J].Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine,2011:341-347.

[13]周中流,徐立军.红树林放线菌筛选及其抗肿瘤活性测定[J].中国药业,2012,21(14):22-23.

[14]李蓉,张京良,江晓路,等.红树林放线菌的筛选与抗真菌和抗肿瘤活性的测定[J].食品与生物技术学报,2010,29(1):94-97.

[15]Rattanaporn Srivibool,Kanpicha Jaidee,Morakot Sukchotiratana,et al.Taxonomic characterization of Streptomyces strain CH54-4 isolated from mangrove sediment[J].Ann Microbiol,2010,60:299-305.

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[22]Jensen,P.R.and Fenical,W.The Relative Abundance and Seawater Requirements of Gram-positive bacteria in Near-shore Tropical Marine Samples[J].Microb Ecol,1995,29:249-257.