微生物生物活性物质开发应用进展
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１９９３ 年， 美国科学家 Ｓｔｉｅｒｌｅ Ａ 等从短叶红豆衫的韧 皮部分离到一株产紫杉醇的内生真菌安德氏紫杉霉 （ Ｔａｘｏｍｙｃｅｓ ａｎｄｒｅａｎａｅ） ， 从此掀起了人们对植物内生真 菌及其活性物质开发的热潮。目前， 许多来自植物的天然 化合物与植物的内生真菌有密切的关系， 甚至也是内生 真菌的次生代谢产物。从植物内生真菌中获得具有药用 价值的天然产物不仅可以突破植物资源缺乏、再生周期 长等限制， 而且利用工业化发酵可以实现天然活性化合 物大规模、低成本、无污染的生产。近年来， 植物内生真菌 化学成分的研究备受关注， 发现了许多具有新颖结构和 独特生理活性的化合物。植物内普遍存在内生真菌［７］， 其 代谢产物大部分具有抗肿瘤、抗菌活性。Ｇａｒｙ Ｓｔｒｏｂｅｌ［８］从 肉桂中分离到一株内生真菌 Ｍｕｓｃｏｄｏｒ ａｌｂｕｓ， 它能够产生 具有生物活性的挥发性的有机复合物（ ＶＯＣｓ） 。ＶＯＣｓ 对 多种植物及人类致病菌有致死作用， 而且对线虫和某些 昆虫有影响。巴西学者 Ｌ．Ｄ．Ｓｅｔｔｅ 等［９］用分子生物学手段对 巴西环境和工业微生物保藏中心（ ＣＢＭＡＩ） 的咖啡树内生 丝状真菌进行了分类及抗菌活 性 研 究 ， 基 于 ＩＴＳ 序 列 、 ｒＤＮＡ Ｄ１／Ｄ２ 区序列以及种系发生的分析， 在种的水平上， 对 ３７ 个菌株进行了鉴定。其中， ５ 种内生真菌能够抑制所 有的供试菌株， 它们被鉴定为 Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒ（ ＣＢ ＭＡＩ ４６） ， Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｏｘｙｓｐｏｒｕｍ（ ＣＢＭＡＩ ５３） ， Ｇｌｏｍｅｒｅｌｌａ ｓｐ． （ ＣＢＭＡＩ ６３） 和 Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ ｓｐｐ．（ ＣＢＭＡＩ ６４ａｎｄ ＣＢＭＡＩ ６６） 。此外， 科研工作者还从芦荟、仙人掌、罗汉松、南方红 豆 杉 、三 尖 杉 、银 杏 和 大 戟 科 药 用 植 物 大 戟 、泽 漆 、乌 桕 、
植物内生菌长期生活在植物体内微环境中， 在不断 演化过程中形成互利的关系。一方面植物为内生菌提供 生长所必需的营养物质， 另一方面内生菌的代谢产物不 仅能刺激宿主植物的生长发育， 而且还能提高宿主植物 对外界环境的抵抗力。此外， 内生菌还能够参与植物次生
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作 者 简 介：赵 永 坤 （ １９８４－ ） ， 男 ， 山 东 沂 南 人 ， 微 生 物 学 专 业 在 读研究生
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｅｎｄｏｐｈｙｔｅ； ｍａｒｉｎｅ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ； ｐｏｌａｒ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ； ｍｅｔａｇｅｎｏｍｅ； ｂｉｏａｃｔｉｖｅ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ
已知微生物是地球上生物多样性最为丰富的资源。 就微生物而言， 目前已被人类分离而且认识的微生物种 类不会超过自然界天然存在的总量的 ５％。如何更多地分 离 获 得 新 的 微 生 物 种 群 是 一 项 世 界 性 的 大 课 题 ［１］。 目 前 ， 微生物及其活性。物质的筛选要扩大范围， 即不仅要继续 发掘特殊生境下土壤的微生物资源（ 例如沙漠及高原地 带） ， 还要分离和筛选植物内生菌、开发 和 应 用 海 洋 微 生 物和极地微生物等资源， 这是微生物研究的必然方向； 但 是， 一般环境中占微生物总数仅为 １％的可培养微生物往 往被重复培养和筛选， 而占 ９９％的未培养（ ｕｎｃｕｌｔｕｒｅｄ） 微 生物用传统的方法无法分离。因此， 如何开拓利用环境微 生物新资源是微生物研究的重要课题。应用宏基因组技 术开发利用微生物资源正是这类研究中的一部分［２］。 １ 开发利用植物内生菌 １．１ 植物内生菌产活性物质
从植物中分离内生细菌， 经过筛选， 不仅可以获得针 对人类病原菌的活性物质， 还可以筛选出新型的微生物 农药， 实现农业的可持续发展。孙力军等［３］从中药植物金 银花的组织中分离到 １ 株具有明显抗菌活性的植物内生 细 菌 ＫＪＨ－ ２ 菌 株 ， 他 们 经 过 生 理 生 化 及 分 子 生 物 学 鉴 定 ， 确 定 ＫＪＨ－ ２ 菌 株 为 多 粘 类 芽 胞 杆 菌 （Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｏｌｙｍｙｘａ）。 １．２．２ 植物内生放线菌
Ｕｖｉｄｅｌｌｏ Ｆ．Ｃａｓｔｉｌｌｏ 等从巴塔哥尼亚南部的假山毛榉 （ Ｎｏｔｈｏｆａｇｕｓ ｓｐｐ．） 和其他植物中分离到内生放线菌，并对 其 １６ＳｒＤＮＡ 序列进行分析， 发现其不同于 ＧｅｎＢａｎｋ 中其 他放线菌遗传信息， 这证明了植物体内存在大量的内生 放 线 菌［４］。
江西食品工业 ０３７
通 讯 作 者 ：于 化 泓 （ １９６４－ ） ， 女 ， 辽 宁 北 票 人 ， 教 授 ， 硕 士 生 导 师， 主要从事微生物发酵与分子免疫学的研究
产物的合成， 或对植物次生代谢产物进行转化， 并且还能 够独立产生丰富的次生代谢产物， 是天然活性物质的重 要来源。
在深入研究植物内生菌的多年当中， 发现植物内生 菌具有多样性， 表现在其种类不仅仅局限于真菌， 还包括 放线菌和细菌。对于一种植物， 可以从其分离到数种至数 十种内生菌。在寻找新的有益活性物质方面， 植物内生菌 为我们提供了一个新的资源库。我们可以从中筛选新菌 种， 寻找新的代谢活性物质， 这已经显示出潜在的应用价 值。 １．２ 植物内生菌产活性代谢产物的研究 １．２．１ 植物内生细菌
海洋微生物天然活性物质的开发应用已取得许多成 果， 且主要体现在药物的开发应用方面。海洋微生物天然 药物筛选的主要来源是自由海水、海洋底泥和海洋动植 物共附生微生物。Ｂｅｒｎａｎ 等的研究结果显示： 自由海水中 活性菌株筛得率为 １０％， 海洋底泥为 ２７％， 共附生微生物 为 ４８％［１３］。由此可见， 从海洋动植物共附生微生物中筛选 分离新活性物质的可能性要更高。 ２．１ 海洋动植物共附生微生物产活性物质
关键词： 内生菌； 海洋微生物； 极地微生物； 宏基因组； 活性物质 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏａｃｔｉｖｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ Ｚｈａｏ Ｙｏｎｇｋｕｎ Ｙｕ Ｈｕａｈｏｎｇ Ｙａｎｇ Ｍｅｎｇ
（ Ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ （ Ｎａｎｃｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ） ， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ； Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｎａｎｃｈａｎｇ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００４７）
０３８ 江西食品工业
食品科技
ＦＯＯＤ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
微生物。相信在不远的将来， 会陆续发现更多有价值的活 性物质。 ２．２ 深海微生物的研究开发
在永久低温（ 火山口除外） 、高压、黑暗、寡营养的深 海环境里， 却存在着极为丰富的生物资源（ 主要为微生 物） ， 生活在深海的微生物必然有其特殊的代谢调控机制 和代谢产物， 它们是开发新的生物活性物质的重要资源［１８］， 如新型抗生素、抗癌药物、不饱和脂肪酸、毒素等。据英国 媒体报道， 英国科学家从日本海底沉积物中发现一种深 海微生物， 它能够产生一种强力抗生素， 足以杀死对许多 抗 生 素 具 有 抗 药 性 的 “超 级 细 菌 ”。 实 验 表 明 这 种 深 海 微 生物制造的抗生素能杀死耐甲氧苯青霉素金黄色葡萄球 菌（ ＭＲＳＡ） 。另据报道， 法国化妆品公司 Ｓｅｄｅｒｍａ 从太平 洋加利福尼亚海湾 ２ 公里以下的海底火山口采集到嗜热 细菌， 经过发酵， 生产开发出一种用于防晒霜的“智能”成 分。此外， 深海中存在着各种各样的极端菌， 如嗜热菌、嗜 冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜压菌、嗜盐菌等 ， 它们常产生各 种极端酶。例如， 山东大学微生物技术国家重点实验室［１９］从 黄、东海的近海海底泥样中分离到一株产淀粉酶活力较 高的 Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ．ｓｐ ＦＳ０１０４４１ 号菌株，它所产低温淀粉酶 最适作用 ＰＨ 值为 ６．０， 最适反应温度为 ４０℃， 但在 ０℃也 表现出一定酶活性， 而在 ｌ５℃有较强的酶活。该低温淀粉 酶 在 洗 涤 、食 品 、饲 料 、制 药 和 酿 酒 等 行 业 可 望 有 广 泛 的 应用前景。 ３ 极地微生物
食品科技
ＦＯＯＤ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
微生物生物活性物质开发应用进展
赵永坤 于化泓 杨 萌
（ 食品科学教育部重点实验室 南昌大学生命科学学院 南昌 ３３００４７）
摘 要： 微生物能够通过次级代谢产生很多有益的活性物质。微生物资源非常丰富， 存在着很大的开发潜力。现就 近年来微生物开发应用领域作一综述。
重阳木等多种植物中分离出多株具有抗菌抗肿瘤活性的 内生真菌。这些都充分显示了植物内生菌的多样性及活 性。 ２ 海洋微生物天然活性物质的开发和应用现状
海洋约占地球表面的 ７１％， 包含着全球 ８０％以上的 物种， 而且其中蕴藏着丰富的微生物资源［１０， １１］。海洋环境 的 多 样 性 和 特 殊 性 如 存 在 的 高 盐 、高 压 、低 温 、低 营 养 或 无光照等特殊生态环境，共同造就了海洋微生物种类的多 样性和特殊性（ 从某种意义上来说， 海洋微生物属于极端 微生物的范畴） ， 其种类多达 １００ 万种以上，而目前已研究 和鉴定的海洋微生物还不到海洋微生物总量的 ５％［１２］。因 此， 海洋微生物有广阔的开发前景， 并且海洋特殊的生境 造成了微生物具有独特的代谢途径和遗传背景， 能够产 生出不同结构和功能的天然活性物质，所以这成为寻找特 定目的海洋微生物及其活性物质的丰富资源。
许多海洋微生物与海洋藻类和无脊椎动物处于共 生、共栖、寄生或附生的关系中。迄今为止， 已从这些共附 生微生物中发现了许多具有不同生物活性的物质， 包括 毒素、抗生素、抗肿瘤活性物质、酶类、色素等 ， 并有许多 已具有了工业化生产价值［１４］。姜健等［１５］对大连海域一些动 植物（ 海参、海胆、海葵、海兔、石莼、羊栖菜、裙带菜） 的共 附生微生物进行培养和分离， 并进行抗菌性实验， 从中获 得具有抑菌活性的细菌 ２１ 株， 放线菌 ８ 株， 真菌 ２ 株。这 说明海洋动植物共附生微生物中存在着丰富的抗菌资 源。海绵共附生微生物（ 涵盖古细菌、细菌、微藻和真菌等 多种门类） 产生的活性物质参与了海绵的化学防御（ 抵御 潜 在 病 原 微 生 物 、抗 鱼 类 捕 食 、阻 止 污 浊 生 物 和 降 解 表 面 活性剂等方面） ［１６］。正是这些活性物质成为倍半烯萜类、固 醇 和 类 固 醇 、生 物 碱 类 、大 环 内 酯 类 、环 肽 类 、多 聚 乙 酰 类、多糖类及许多结构新颖的物质的重要来源。中国热带 农 科 院 生 物 技 术 国 家 重 点 实 验 室 ［１７］利 用 镰 刀 菌 — — — 细 胞 毒组合筛选模型， 从 ２３２ 株海绵中分离出的 ４ 株抗肿瘤 活性较好的细菌。经活性检测， 发现菌株 Ｂ２８１７ 抗肿瘤活 性高， 并被鉴定为弧菌属的一株未被认识的新种。许多科 学家正在着力研究海绵之外的其他海洋动植物的共附生
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ ｃａｎ ｐｒｏｄｕｃｅ ｍａｎｙ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｂｉｏａｃｔｉｖｅ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ． Ｔｈｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ ａｒｅ ｖｅｒｙ ｐｒｏｌｉｆｉｃ， ａｎｄ ｈａｖｅ ｌａｒｇｅ ｌａｔｅｎｔ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｍａｉｎｌｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｂｉｏａｃｔｉｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ．
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放线菌属于细菌域放线菌门， 是抗生素、酶和酶抑制 剂等生理活性物质的主要产生菌。目前已发现的 １０，０００ 种左右微生物来源的生理活性物质中， 大约 ２／３ 是放线菌 产生的， 其中不少已被用作重要的临床药物。初步的研究 证实， 从植物内生放线菌已经分离到多种新抗生素， 可以 杀 灭 多 种 引 起 人 体 、动 物 及 植 物 病 害 的 细 菌 、真 菌 、病 毒 和原生动物。内生放线菌还可用于控制植物病害， 已分离 到的一些内生放线菌菌株， 多数对引起作物病害的真菌 具有抗菌活性。Ｔｈｏｎｇｃｈａｉ Ｔａｅｃｈｏｗｉｓａｎ 等［５］从姜中分离到 内生放线菌， 其中三种菌株能强烈抑制刺盘孢 （ ｃｏｌｌ－ ｅ－ ｔｏｔｒｉｃｈｕｍ ｍｕｓａｅ） ， 五种能够抑制尖芽孢镰刀菌（ Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｏｘｙｓｐｏｒｕｍ） ， 两种能抑制这两种供试真菌。Ｃ．Ｐｕｌｌｅｎ 等［６］从 卫矛科的三种不同植物中选择分离出两种内生放线菌 （ Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｓｅｔｏｎｉｉ ａｎｄ Ｓ．ｓａｍｐｓｏｎｉｉ） ， 预先命名为 Ｓｔｒｅｐ－ ｔｏｍｙｃｅｓ Ｑ２１ ａｎｄ Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ＭａＢ－ ＱｕＨ－ ８， 后者对多重 耐药菌（ ｍｕｌｔｉｒｅｓｉｓｔｅｎｔ ｂａｃｔｅｒｉａ） 和分枝 杆 菌 （ ｍｙｃｏ－ ｂａｃｔｅ－ ｒｉａ） 有高的抑制作用。 １．２．３ 植物内生真菌
植物内生菌长期生活在植物体内微环境中， 在不断 演化过程中形成互利的关系。一方面植物为内生菌提供 生长所必需的营养物质， 另一方面内生菌的代谢产物不 仅能刺激宿主植物的生长发育， 而且还能提高宿主植物 对外界环境的抵抗力。此外， 内生菌还能够参与植物次生
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作 者 简 介：赵 永 坤 （ １９８４－ ） ， 男 ， 山 东 沂 南 人 ， 微 生 物 学 专 业 在 读研究生
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｅｎｄｏｐｈｙｔｅ； ｍａｒｉｎｅ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ； ｐｏｌａｒ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ； ｍｅｔａｇｅｎｏｍｅ； ｂｉｏａｃｔｉｖｅ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ
已知微生物是地球上生物多样性最为丰富的资源。 就微生物而言， 目前已被人类分离而且认识的微生物种 类不会超过自然界天然存在的总量的 ５％。如何更多地分 离 获 得 新 的 微 生 物 种 群 是 一 项 世 界 性 的 大 课 题 ［１］。 目 前 ， 微生物及其活性。物质的筛选要扩大范围， 即不仅要继续 发掘特殊生境下土壤的微生物资源（ 例如沙漠及高原地 带） ， 还要分离和筛选植物内生菌、开发 和 应 用 海 洋 微 生 物和极地微生物等资源， 这是微生物研究的必然方向； 但 是， 一般环境中占微生物总数仅为 １％的可培养微生物往 往被重复培养和筛选， 而占 ９９％的未培养（ ｕｎｃｕｌｔｕｒｅｄ） 微 生物用传统的方法无法分离。因此， 如何开拓利用环境微 生物新资源是微生物研究的重要课题。应用宏基因组技 术开发利用微生物资源正是这类研究中的一部分［２］。 １ 开发利用植物内生菌 １．１ 植物内生菌产活性物质
从植物中分离内生细菌， 经过筛选， 不仅可以获得针 对人类病原菌的活性物质， 还可以筛选出新型的微生物 农药， 实现农业的可持续发展。孙力军等［３］从中药植物金 银花的组织中分离到 １ 株具有明显抗菌活性的植物内生 细 菌 ＫＪＨ－ ２ 菌 株 ， 他 们 经 过 生 理 生 化 及 分 子 生 物 学 鉴 定 ， 确 定 ＫＪＨ－ ２ 菌 株 为 多 粘 类 芽 胞 杆 菌 （Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｏｌｙｍｙｘａ）。 １．２．２ 植物内生放线菌
Ｕｖｉｄｅｌｌｏ Ｆ．Ｃａｓｔｉｌｌｏ 等从巴塔哥尼亚南部的假山毛榉 （ Ｎｏｔｈｏｆａｇｕｓ ｓｐｐ．） 和其他植物中分离到内生放线菌，并对 其 １６ＳｒＤＮＡ 序列进行分析， 发现其不同于 ＧｅｎＢａｎｋ 中其 他放线菌遗传信息， 这证明了植物体内存在大量的内生 放 线 菌［４］。
江西食品工业 ０３７
通 讯 作 者 ：于 化 泓 （ １９６４－ ） ， 女 ， 辽 宁 北 票 人 ， 教 授 ， 硕 士 生 导 师， 主要从事微生物发酵与分子免疫学的研究
产物的合成， 或对植物次生代谢产物进行转化， 并且还能 够独立产生丰富的次生代谢产物， 是天然活性物质的重 要来源。
在深入研究植物内生菌的多年当中， 发现植物内生 菌具有多样性， 表现在其种类不仅仅局限于真菌， 还包括 放线菌和细菌。对于一种植物， 可以从其分离到数种至数 十种内生菌。在寻找新的有益活性物质方面， 植物内生菌 为我们提供了一个新的资源库。我们可以从中筛选新菌 种， 寻找新的代谢活性物质， 这已经显示出潜在的应用价 值。 １．２ 植物内生菌产活性代谢产物的研究 １．２．１ 植物内生细菌
海洋微生物天然活性物质的开发应用已取得许多成 果， 且主要体现在药物的开发应用方面。海洋微生物天然 药物筛选的主要来源是自由海水、海洋底泥和海洋动植 物共附生微生物。Ｂｅｒｎａｎ 等的研究结果显示： 自由海水中 活性菌株筛得率为 １０％， 海洋底泥为 ２７％， 共附生微生物 为 ４８％［１３］。由此可见， 从海洋动植物共附生微生物中筛选 分离新活性物质的可能性要更高。 ２．１ 海洋动植物共附生微生物产活性物质
关键词： 内生菌； 海洋微生物； 极地微生物； 宏基因组； 活性物质 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏａｃｔｉｖｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ Ｚｈａｏ Ｙｏｎｇｋｕｎ Ｙｕ Ｈｕａｈｏｎｇ Ｙａｎｇ Ｍｅｎｇ
（ Ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ （ Ｎａｎｃｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ） ， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ； Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｎａｎｃｈａｎｇ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００４７）
０３８ 江西食品工业
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ＦＯＯＤ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
微生物。相信在不远的将来， 会陆续发现更多有价值的活 性物质。 ２．２ 深海微生物的研究开发
在永久低温（ 火山口除外） 、高压、黑暗、寡营养的深 海环境里， 却存在着极为丰富的生物资源（ 主要为微生 物） ， 生活在深海的微生物必然有其特殊的代谢调控机制 和代谢产物， 它们是开发新的生物活性物质的重要资源［１８］， 如新型抗生素、抗癌药物、不饱和脂肪酸、毒素等。据英国 媒体报道， 英国科学家从日本海底沉积物中发现一种深 海微生物， 它能够产生一种强力抗生素， 足以杀死对许多 抗 生 素 具 有 抗 药 性 的 “超 级 细 菌 ”。 实 验 表 明 这 种 深 海 微 生物制造的抗生素能杀死耐甲氧苯青霉素金黄色葡萄球 菌（ ＭＲＳＡ） 。另据报道， 法国化妆品公司 Ｓｅｄｅｒｍａ 从太平 洋加利福尼亚海湾 ２ 公里以下的海底火山口采集到嗜热 细菌， 经过发酵， 生产开发出一种用于防晒霜的“智能”成 分。此外， 深海中存在着各种各样的极端菌， 如嗜热菌、嗜 冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜压菌、嗜盐菌等 ， 它们常产生各 种极端酶。例如， 山东大学微生物技术国家重点实验室［１９］从 黄、东海的近海海底泥样中分离到一株产淀粉酶活力较 高的 Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ．ｓｐ ＦＳ０１０４４１ 号菌株，它所产低温淀粉酶 最适作用 ＰＨ 值为 ６．０， 最适反应温度为 ４０℃， 但在 ０℃也 表现出一定酶活性， 而在 ｌ５℃有较强的酶活。该低温淀粉 酶 在 洗 涤 、食 品 、饲 料 、制 药 和 酿 酒 等 行 业 可 望 有 广 泛 的 应用前景。 ３ 极地微生物
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微生物生物活性物质开发应用进展
赵永坤 于化泓 杨 萌
（ 食品科学教育部重点实验室 南昌大学生命科学学院 南昌 ３３００４７）
摘 要： 微生物能够通过次级代谢产生很多有益的活性物质。微生物资源非常丰富， 存在着很大的开发潜力。现就 近年来微生物开发应用领域作一综述。
重阳木等多种植物中分离出多株具有抗菌抗肿瘤活性的 内生真菌。这些都充分显示了植物内生菌的多样性及活 性。 ２ 海洋微生物天然活性物质的开发和应用现状
海洋约占地球表面的 ７１％， 包含着全球 ８０％以上的 物种， 而且其中蕴藏着丰富的微生物资源［１０， １１］。海洋环境 的 多 样 性 和 特 殊 性 如 存 在 的 高 盐 、高 压 、低 温 、低 营 养 或 无光照等特殊生态环境，共同造就了海洋微生物种类的多 样性和特殊性（ 从某种意义上来说， 海洋微生物属于极端 微生物的范畴） ， 其种类多达 １００ 万种以上，而目前已研究 和鉴定的海洋微生物还不到海洋微生物总量的 ５％［１２］。因 此， 海洋微生物有广阔的开发前景， 并且海洋特殊的生境 造成了微生物具有独特的代谢途径和遗传背景， 能够产 生出不同结构和功能的天然活性物质，所以这成为寻找特 定目的海洋微生物及其活性物质的丰富资源。
许多海洋微生物与海洋藻类和无脊椎动物处于共 生、共栖、寄生或附生的关系中。迄今为止， 已从这些共附 生微生物中发现了许多具有不同生物活性的物质， 包括 毒素、抗生素、抗肿瘤活性物质、酶类、色素等 ， 并有许多 已具有了工业化生产价值［１４］。姜健等［１５］对大连海域一些动 植物（ 海参、海胆、海葵、海兔、石莼、羊栖菜、裙带菜） 的共 附生微生物进行培养和分离， 并进行抗菌性实验， 从中获 得具有抑菌活性的细菌 ２１ 株， 放线菌 ８ 株， 真菌 ２ 株。这 说明海洋动植物共附生微生物中存在着丰富的抗菌资 源。海绵共附生微生物（ 涵盖古细菌、细菌、微藻和真菌等 多种门类） 产生的活性物质参与了海绵的化学防御（ 抵御 潜 在 病 原 微 生 物 、抗 鱼 类 捕 食 、阻 止 污 浊 生 物 和 降 解 表 面 活性剂等方面） ［１６］。正是这些活性物质成为倍半烯萜类、固 醇 和 类 固 醇 、生 物 碱 类 、大 环 内 酯 类 、环 肽 类 、多 聚 乙 酰 类、多糖类及许多结构新颖的物质的重要来源。中国热带 农 科 院 生 物 技 术 国 家 重 点 实 验 室 ［１７］利 用 镰 刀 菌 — — — 细 胞 毒组合筛选模型， 从 ２３２ 株海绵中分离出的 ４ 株抗肿瘤 活性较好的细菌。经活性检测， 发现菌株 Ｂ２８１７ 抗肿瘤活 性高， 并被鉴定为弧菌属的一株未被认识的新种。许多科 学家正在着力研究海绵之外的其他海洋动植物的共附生
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ ｃａｎ ｐｒｏｄｕｃｅ ｍａｎｙ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｂｉｏａｃｔｉｖｅ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ． Ｔｈｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ ａｒｅ ｖｅｒｙ ｐｒｏｌｉｆｉｃ， ａｎｄ ｈａｖｅ ｌａｒｇｅ ｌａｔｅｎｔ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｍａｉｎｌｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｂｉｏａｃｔｉｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ．
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放线菌属于细菌域放线菌门， 是抗生素、酶和酶抑制 剂等生理活性物质的主要产生菌。目前已发现的 １０，０００ 种左右微生物来源的生理活性物质中， 大约 ２／３ 是放线菌 产生的， 其中不少已被用作重要的临床药物。初步的研究 证实， 从植物内生放线菌已经分离到多种新抗生素， 可以 杀 灭 多 种 引 起 人 体 、动 物 及 植 物 病 害 的 细 菌 、真 菌 、病 毒 和原生动物。内生放线菌还可用于控制植物病害， 已分离 到的一些内生放线菌菌株， 多数对引起作物病害的真菌 具有抗菌活性。Ｔｈｏｎｇｃｈａｉ Ｔａｅｃｈｏｗｉｓａｎ 等［５］从姜中分离到 内生放线菌， 其中三种菌株能强烈抑制刺盘孢 （ ｃｏｌｌ－ ｅ－ ｔｏｔｒｉｃｈｕｍ ｍｕｓａｅ） ， 五种能够抑制尖芽孢镰刀菌（ Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｏｘｙｓｐｏｒｕｍ） ， 两种能抑制这两种供试真菌。Ｃ．Ｐｕｌｌｅｎ 等［６］从 卫矛科的三种不同植物中选择分离出两种内生放线菌 （ Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｓｅｔｏｎｉｉ ａｎｄ Ｓ．ｓａｍｐｓｏｎｉｉ） ， 预先命名为 Ｓｔｒｅｐ－ ｔｏｍｙｃｅｓ Ｑ２１ ａｎｄ Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ＭａＢ－ ＱｕＨ－ ８， 后者对多重 耐药菌（ ｍｕｌｔｉｒｅｓｉｓｔｅｎｔ ｂａｃｔｅｒｉａ） 和分枝 杆 菌 （ ｍｙｃｏ－ ｂａｃｔｅ－ ｒｉａ） 有高的抑制作用。 １．２．３ 植物内生真菌