红树林微生物及其代谢产物多样性_刘峰
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《海南医学》 !""# 年第 $% 卷第 & 期
文章编号： （!""#） $""’— #’&" "&— $%$— "’
微生物学
红树林微生物及其代谢产物多样性 Q
刘 华南热带农业大学农学院， 海南 !、
中图分类号： G’%
峰 $， 洪
葵! 海口
（$、 中国热带农业科学院热带生物技术研究所， 热带作物国家重点实验室， 海南 儋州
’
的相关特征 （$ ）研究证明微生 物 和 红 树 林 植 物 形成微生物—营养—红树林 植 物 的 密 切 关系，主要用于红树林生态系统营养 物 质的维持和循环。存在于红树林生态系 统中的具有高生产力和多样性的微生物 类群不断将凋亡的红树林植物中的营养
海 %& 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 9% 株放线菌， 而 从海草中仅分离到 ’ 株放线菌 *9+。 红树林独特的生态系统和丰富的 生
@!=A @!=A
真 菌 中 分 离 出 ,-JK.3J(8-.F、 L 和赭曲霉 素； $GG$ 年 又 从 该 地 区 内 生 真 菌 中 分 离 到 F10K7/(2(7.F、 （其中 F 具有显著抗菌 L 活性，可抑制枯草芽孢杆菌和金黄色 葡
@!GA 萄球菌生长） 。
菌 $#C 0DEF 进行酶切分析， 发现酶切图 谱相同的菌株 （可能属于相同的种） 均来 （& ）我国利用红树植 物 作 为 药 用 已 据统计， 有较长的历史， 尤其民间用药 。
B
生物活性物质多样性 红树植物为胎萌植物，根系发达， 耐 盐， 叶片和根部具有 高渗透性， 这些特殊 的生理和生态特征，使其生命力极强， 并 形成了特殊的生态环境。 特殊环境导致其 微生物， 该类内源性微生物共存于宿主红 树中， 在长期抵御海洋特殊生态中代谢出 丰富的特殊化学结构的代谢产物， 为新药 筛选提供丰富的模式结构化合物 。
红树林是生长在热带亚热带海岸 潮 间带， 受周期性潮水浸淹， 以红树植物为 主体的潮滩湿地木本生物群落。红树林 不仅指红树植物，还指这一系统中由丰 富的生物群落包括红树、 细菌、 真菌、 放 线菌、 微藻、 无脊椎动物、 鸟类、 哺乳动物 等所形成的红树林生态系统。红树林生 态 系 统 覆 盖 了 世 界 的 热 带 亚 热 带 #"()
@!%A
富含适应于海洋环境生存的特殊内源性 “U " K ” 有抑制作用， 还具有一定的胆固
境中的微生物进行研究，发现秋茄的内 生真菌以拟青霉菌属、曲霉属和牙枝孢 属为主， 桐花树以曲霉属， 交链孢属和间 基孢属为主，白骨壤以青酮属芽枝孢属 和葡孢属为主。闫丽萍 @=A放线菌的类群与 样品来源之间有极大的特异性，利用四
K416 LC7=>41 等 研 究 了 在 红 树 林 生 态 系
统中参与营养转运的微生物，他们主要 是固氮菌， 溶磷菌， 硫酸盐还原菌， 无氧 光细菌， 产甲烷菌， 以及各种真菌， 而红 树林中的真菌已经有超过 $"" 种 被 分 离 鉴 定 *$+， 成 为 海 洋 真 菌 第 二 大 类 群 *.M:+， 并 发现了一些新种。曾会才等在我国海南 红树林区新发现的两个海生疫霉种 （泡 囊海疫霉、 刺囊海疫霉） 。
S37)T(JK( 等 @=!A从红树林真菌 F()(KJ1. 6K0T1. 中 得 到 两 个 新 化 合 物 F()(KJ37K78 K()(KJ3.6(03J。
林永成等
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研究了香港红树林
I,0K)5(/-. K1./0KJ( 的 海 洋 真 菌 !BG! 号
的次级代谢产物，得到 B 个有生 物 活 性 的生物胺， 二者都有很好的生理活性， 可 抗肿瘤， 降压， 调整心率失常， 在体外具 有清除自游基，对抗脂质过氧化反应 及 减轻氧 化 损 伤 的 作 用 。化 合 物 = 为 E— 乙酰酪胺，据报道化合物 = 对凝 血 因 子 醇生物合成酶抑制活性，在神经系统 的 信号传导中更起着十分重要的作用。 到目前为止已报导的红树林微 生 物 产生的代谢产物的化合物结构很多， 包 括生物碱类 （杂环生物碱，大环 生 物 碱 等） ， 大环内酯点， 环肽类， 醌类， 萜类， 聚
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文献标识码： A
物多样性引起了人们的关注，印度学者 研究了西海岸红树根际内生菌的多样性 情况， 发现这些真菌包括了土壤、 海水和 表明红树林这一 淡水的各种真菌类型 *&+， 陆地和海洋的交接处为生物多样性丰富 并集中了陆地和海洋微生物的种类。我 们 实 验 室 的 王 岳 坤 等 从 $: 个 红 树 林 土 壤样品中分离到可培养细菌、 放线菌、 真 固定方面发挥重要的作用*$+。 红树林土壤中可培养放线菌相 对 较 少， 主要以链霉菌、 游动放线菌、 小单孢 菌为主， $N> 从 红 树 林 土 壤 中 分 离 到 链 霉菌、 小单胞菌、 链轮丝菌、 诺卡氏菌和 红球菌 & 个属，链霉菌和小单胞 菌 在 数 量上占绝对优势 *$’+。 我们实验室闫丽萍等 从 红 树 林 环 境 中 分 离 到 ’" 株 抗 肿 瘤 活 性的放线菌均为链霉菌属 *’+。 红树林土壤可培养真菌类群较丰 富， 红树林生境微生物真菌类群， 子囊菌 属为优势菌 ， 半 知 菌 其 次 。 JC,7-0O0D 等 从凋亡的红树林枝条中分离到的绝大多 数是子囊菌，并发现绝大多数的真菌 生 面 以 上 *$9+。 G6=,>P>-6D 在 红 树 林 植 物 凋 亡的叶片中分离到蜡叶枝孢囊，串珠 镰 刀菌， 以及未知的丝孢囊菌等 *$&+。 LOI0 等 在白骨壤、 水椰、 红海揽、 木果楝等几种 红 树 中 分 离 到 ’" 种 子 囊 菌 ， $ 种担子菌 和 . 种半知菌，他在西墨西哥红 树 林 生 态系统中分离得到的 $# 种真菌， 其中 $’ 种属于子囊菌属和 ’ 种属于半知菌属 *$#+。 真菌在红树林生态系统中主要是合成用 于降解木质素、纤维素和植物其他组 分 的物质 *$%M!"+。 红树林环境微生物和红树植物
已有 !! 种红树植物的不同部位 （果、 叶、 真 菌 E3$B"= 得 到 灰 黄 霉 素 F 和 多 种 醌 皮、 根、 树汁、 叶子等） 应用于医药， 多数 用于消炎解毒，而红树植物老鼠勒、 红 红树林环 树、 海莲、 木榄具有抗癌作用 。
@!&A
境微生物属于海洋共附生微生物的范 畴， 它可能参与化学防御， 提高宿主的环 境适应力和生存能力，一些从海洋共附 生微生物发酵培养得到的化合物与宿主 直接分离得到的化合物存在一定的相似 性 @!#A， 所以推测红树内源微生物可能是那 些从红树植物中得到的活性物质的真正 来源。从我们实验室前期所做的工作也 表明从老鼠勒、 红树、 海莲、 木榄分离到 的微生物抗肿瘤活性比较高，所以我们 研究这一环境中的微生物很有价值。 红树林环境微生物代谢产物和
化合物名称 活性 酶抑制剂 抗 肝 癌 Z-6.%B"!
首先报道的来自红树林环境的是
表 !"" 红 树 林 环 境 微 生 物 代 谢 产 物 及 活 性 来源菌
$GHG 年 I32, 等 @!HA 从 夏 威 夷 红 树 林 内 生
参考文献
#$%&’" !"" #(’" )’*$%+&,-" $./" %,+$-*,0’" 12+/3-*" 42+)" )$.52+0’" ’.*,2+.)’.* U:J3V-/KJ FW X77(K/(7 YW Z:63;:J(7 F K78 L K7/,0K61(737F()(KJ35:2(7. DW D(K630/,-JK2/37四羟基甾醇类
作者简介： 刘 峰 （$:%% —） ， 女， 河南省南阳人， 在读硕士研究生， 主要从事环境微生物方面的研究。 （!""9AA#!."9" ） 及科技部社会公益项目 （!""9RS8’/"%! ） ! 基金项目： .#’ 计划
M!"!M
《海南医学》 !""# 年第 $% 卷第 & 期
物质转化为植物可以利用的碳、磷等 @$A， 种不同的酶对从红树林中分离到的放线 同时，红树林根部的渗出物将作为微生 物的生长提供养分，细菌定居在红树林 使得根基微生物的多样性更加丰富 @!$A。 （!）微生物的活性大 小 和 红 树 林 植 物的存在与否有关 @$A， 在研究印度的红树 林生态系统时发现，有红树林生长区域 的土壤中参与碳源的转化 （包括氨化作 用、 硝化作用、 反硝化作用） 的细菌数量 明显高于无红树覆盖的区域 @!!A。 （=）红树林可以改变 土 壤 的 理 化 性 质从而有利于微生物的生长 @$A。在印度的 一个红树林生态区域内，研究人员发现 相对于没有红树覆盖的区域，红树可以 降低土壤酸度， 使微生物数量增多 @!!A。由 于滥伐红树造成的微生物数量的减少可 能便是缺少红树林植被而导致土壤的酸 性过高，并由此致使某些种类的微生物 无法增值 @!!A。 （B）红树植物内生真 菌 的 数 量 与 植 物种类，所取样品的多少和采样地周围 的环境因子有关，内生真菌在不同年龄 植株和组织上的丰度和分布并不相同。 一般情况下， 随着树龄的增加， 植物内生 真菌的种类和丰度也随之增加。树种对 红树植物内生真菌种类的分布有一定影 响 。缪莉 对福建南部沿海的红树林环
*$"+
$ 红树林环境微生物物种多样性
红树林环境中的微生物多样性优 于 无红树存在的潮间带环境。闫丽萍对红 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 $#. 株 放 线菌， 其中 $#! 株来自红树林样品， 从非 红树样品中几乎分离不到放线菌，结果 充分显示了红树样品相对于非红树样品 的优势 。 /01201 3014567 曾对 86,6-62 近
等 从不同种类红树林沉积物、 根际及根
*%+
集中在海南、 广西和广东三省。红树林湿 高归还率， 高分解率的三高特点， 其特殊 的生长环境创造了极为丰富又极具特色 的微生物资源。近年来越来越多的学者 关注红树林环境中的微生物，其中包括 代谢产物及生物活性物质研究，对各类 污染物有较强降解能力的微生物等。
表分离出的固氮菌分别归属于固氮螺菌 、 根瘤菌属 （G,4BCE4>-） 、 梭菌属 （H7C2@ @0D）
地是海岸线生态关键区， 具有高生产力， 属 （ABC2?4D477>-） 、固氮菌属 （ABC@CE65F
。 长在潮面或以下，只有极少数生长在 潮 D4I4>-）和 克 雷 伯 氏 菌 属 （J70E24 0776）
@!BA
的 根 部 又 促 使 根 部 产 生 更 多 的 渗 出 物 ， 自同一地点的样品。
姜 广 策 等 @="A 从 中 国 南 海 红 树 的 内 生 类抗生素 L ， M， D 及其它化合物，其中 M 未见文献报道 （图 $ ） 。 黄 耀 坚 等 @=$A 从 福 建 红 树 林 环 境 中 分 离的一株真菌 （D(K630/,- .6） 。中 得 到 一 个新化合物 D(K630/,-JK2/37- （$） （ 图 !） 和 两个已知的化合物 ! 和 = （ 图 =） ； 新化合 物对 NL 和 OKP( 细胞系具有细胞毒活性， 两个已 QM&" 值分别为 #*!& 和 &*&$!) R 5J， 知化合物第一次被论证具有细胞毒活性。
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共 有 !" 科 !% 属 %" 种 ， 菌个体数量 （每克湿土）平均值分 别 为 %&( 的 海 岸 线 ， 我 国 现 有 红 树 面 积 $&$!!,-!， 共有红树 主要 植 物 $! 科 $# 属 !% 种 $ 个 变 种 ，
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红树林环境微生物区系特征
红树林土壤环境中微生物以细菌 和 真菌为主，占微生物资源总量的 :$(*$$+， 细菌类以芽胞杆菌为优势属，不同地区 的红树林土壤细菌的种来自百度文库具有一定的相 似性， <,C-0 等从印度南 A1I-61 红树林 土壤中分离到芽胞杆菌， 节杆菌， 假单胞 菌， 黄单孢菌等， 其中芽胞杆菌占土壤细 菌的 &"(*$!+。 细菌在红树林生态系统中被 认为在碳源等营养物质的循环，氮源的
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红树林是生长在热带亚热带海岸 潮 间带， 受周期性潮水浸淹， 以红树植物为 主体的潮滩湿地木本生物群落。红树林 不仅指红树植物，还指这一系统中由丰 富的生物群落包括红树、 细菌、 真菌、 放 线菌、 微藻、 无脊椎动物、 鸟类、 哺乳动物 等所形成的红树林生态系统。红树林生 态 系 统 覆 盖 了 世 界 的 热 带 亚 热 带 #"()
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物多样性引起了人们的关注，印度学者 研究了西海岸红树根际内生菌的多样性 情况， 发现这些真菌包括了土壤、 海水和 表明红树林这一 淡水的各种真菌类型 *&+， 陆地和海洋的交接处为生物多样性丰富 并集中了陆地和海洋微生物的种类。我 们 实 验 室 的 王 岳 坤 等 从 $: 个 红 树 林 土 壤样品中分离到可培养细菌、 放线菌、 真 固定方面发挥重要的作用*$+。 红树林土壤中可培养放线菌相 对 较 少， 主要以链霉菌、 游动放线菌、 小单孢 菌为主， $N> 从 红 树 林 土 壤 中 分 离 到 链 霉菌、 小单胞菌、 链轮丝菌、 诺卡氏菌和 红球菌 & 个属，链霉菌和小单胞 菌 在 数 量上占绝对优势 *$’+。 我们实验室闫丽萍等 从 红 树 林 环 境 中 分 离 到 ’" 株 抗 肿 瘤 活 性的放线菌均为链霉菌属 *’+。 红树林土壤可培养真菌类群较丰 富， 红树林生境微生物真菌类群， 子囊菌 属为优势菌 ， 半 知 菌 其 次 。 JC,7-0O0D 等 从凋亡的红树林枝条中分离到的绝大多 数是子囊菌，并发现绝大多数的真菌 生 面 以 上 *$9+。 G6=,>P>-6D 在 红 树 林 植 物 凋 亡的叶片中分离到蜡叶枝孢囊，串珠 镰 刀菌， 以及未知的丝孢囊菌等 *$&+。 LOI0 等 在白骨壤、 水椰、 红海揽、 木果楝等几种 红 树 中 分 离 到 ’" 种 子 囊 菌 ， $ 种担子菌 和 . 种半知菌，他在西墨西哥红 树 林 生 态系统中分离得到的 $# 种真菌， 其中 $’ 种属于子囊菌属和 ’ 种属于半知菌属 *$#+。 真菌在红树林生态系统中主要是合成用 于降解木质素、纤维素和植物其他组 分 的物质 *$%M!"+。 红树林环境微生物和红树植物
已有 !! 种红树植物的不同部位 （果、 叶、 真 菌 E3$B"= 得 到 灰 黄 霉 素 F 和 多 种 醌 皮、 根、 树汁、 叶子等） 应用于医药， 多数 用于消炎解毒，而红树植物老鼠勒、 红 红树林环 树、 海莲、 木榄具有抗癌作用 。
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境微生物属于海洋共附生微生物的范 畴， 它可能参与化学防御， 提高宿主的环 境适应力和生存能力，一些从海洋共附 生微生物发酵培养得到的化合物与宿主 直接分离得到的化合物存在一定的相似 性 @!#A， 所以推测红树内源微生物可能是那 些从红树植物中得到的活性物质的真正 来源。从我们实验室前期所做的工作也 表明从老鼠勒、 红树、 海莲、 木榄分离到 的微生物抗肿瘤活性比较高，所以我们 研究这一环境中的微生物很有价值。 红树林环境微生物代谢产物和
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物质转化为植物可以利用的碳、磷等 @$A， 种不同的酶对从红树林中分离到的放线 同时，红树林根部的渗出物将作为微生 物的生长提供养分，细菌定居在红树林 使得根基微生物的多样性更加丰富 @!$A。 （!）微生物的活性大 小 和 红 树 林 植 物的存在与否有关 @$A， 在研究印度的红树 林生态系统时发现，有红树林生长区域 的土壤中参与碳源的转化 （包括氨化作 用、 硝化作用、 反硝化作用） 的细菌数量 明显高于无红树覆盖的区域 @!!A。 （=）红树林可以改变 土 壤 的 理 化 性 质从而有利于微生物的生长 @$A。在印度的 一个红树林生态区域内，研究人员发现 相对于没有红树覆盖的区域，红树可以 降低土壤酸度， 使微生物数量增多 @!!A。由 于滥伐红树造成的微生物数量的减少可 能便是缺少红树林植被而导致土壤的酸 性过高，并由此致使某些种类的微生物 无法增值 @!!A。 （B）红树植物内生真 菌 的 数 量 与 植 物种类，所取样品的多少和采样地周围 的环境因子有关，内生真菌在不同年龄 植株和组织上的丰度和分布并不相同。 一般情况下， 随着树龄的增加， 植物内生 真菌的种类和丰度也随之增加。树种对 红树植物内生真菌种类的分布有一定影 响 。缪莉 对福建南部沿海的红树林环
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红树林环境中的微生物多样性优 于 无红树存在的潮间带环境。闫丽萍对红 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 $#. 株 放 线菌， 其中 $#! 株来自红树林样品， 从非 红树样品中几乎分离不到放线菌，结果 充分显示了红树样品相对于非红树样品 的优势 。 /01201 3014567 曾对 86,6-62 近
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集中在海南、 广西和广东三省。红树林湿 高归还率， 高分解率的三高特点， 其特殊 的生长环境创造了极为丰富又极具特色 的微生物资源。近年来越来越多的学者 关注红树林环境中的微生物，其中包括 代谢产物及生物活性物质研究，对各类 污染物有较强降解能力的微生物等。
表分离出的固氮菌分别归属于固氮螺菌 、 根瘤菌属 （G,4BCE4>-） 、 梭菌属 （H7C2@ @0D）
地是海岸线生态关键区， 具有高生产力， 属 （ABC2?4D477>-） 、固氮菌属 （ABC@CE65F
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红树林环境微生物区系特征
红树林土壤环境中微生物以细菌 和 真菌为主，占微生物资源总量的 :$(*$$+， 细菌类以芽胞杆菌为优势属，不同地区 的红树林土壤细菌的种来自百度文库具有一定的相 似性， <,C-0 等从印度南 A1I-61 红树林 土壤中分离到芽胞杆菌， 节杆菌， 假单胞 菌， 黄单孢菌等， 其中芽胞杆菌占土壤细 菌的 &"(*$!+。 细菌在红树林生态系统中被 认为在碳源等营养物质的循环，氮源的