側(cè)孢短芽孢桿菌的應(yīng)用研究進展

1、摘要：側(cè)孢短芽孢桿菌( Brevibacillus laterosporus ) 具有殺蟲、 抗菌、抗腫瘤、 生物降解轉(zhuǎn)化等多種生物學(xué)活性， 在生物防治、環(huán)境保護、醫(yī)學(xué)、微生物菌劑開發(fā)等諸多方面 顯示了巨大的應(yīng)用價值和潛力。本文綜述了側(cè)孢短芽孢桿菌 自被發(fā)現(xiàn)以來的主要研究成果及相應(yīng)研究方法，重點關(guān)注了 側(cè)孢短芽孢桿菌在生產(chǎn)上具體應(yīng)用的進展?fàn)顩r，部分內(nèi)容系 國內(nèi)首次提及。同時，還指出了在側(cè)孢短芽孢桿菌應(yīng)用中存 在的問題，并對其未來的研發(fā)和應(yīng)用進行了展望。 關(guān)鍵詞：側(cè)孢短芽孢桿菌；生物學(xué)活性；生物防治；微 生物菌劑 中圖分類號： S182 文獻標識號： A 文章編號： 1001-4942 (201

2、5)02-0149-08 AbstractBrevibacillus laterosporus possesses various biological activities ， such as insecticidal activity ， antimicrobial effect ， antitumor function ， biodegradation as well as biotransformation ， so it shows great application value and potential in fields of biological control ， envi

3、ronmental protection ， medicine and microbial agents development. In this article ， the main research results and relevant study methods were summarized since B. laterosporus was found. And the progress of its specific application in production was focused. Some were first mentioned in domestic. In

4、addition ， the existing problems in application of B. laterosporus were pointed out， and the future development and application were prospected. Key wordsBrevibacillus laterosporus ； Biological activity ； Biocontrol ； Microbial agent 側(cè)孢短芽孢桿菌( Brevibacillus laterosporus )在分類學(xué) 中屬細胞生物( Cellular organis

5、ms )、細菌域( Bacteria )、厚 壁菌門( Firmicutes )、芽孢桿菌綱( Bacilli )、芽孢桿菌目 (Bacillales )、類芽孢桿菌科(Paenibacillaceae)、短芽孢桿 菌屬( Brevibacillus )。在自然界中分布較廣，在土壤、火山 泥流、淡水、海水、昆蟲體內(nèi)、葉表、槐豆、堆肥、牛奶、 奶酪、蜂蜜、淀粉類食物、膠制品工廠廢水、動物皮毛和鵪 鶉等材料中均已分離到。 20 世紀初， White1 研究歐洲幼蟲腐 臭病的致病菌時，在其繼發(fā)性感染源中，分離到側(cè)孢短芽孢 桿菌，至此人們開始關(guān)注它與昆蟲之間的關(guān)系。 1916 年 Laubach2 從

6、淡水中分離到一個新種，把它命名為 Bacillus laterosporus,并對它的形態(tài)及生理生化特性進行了詳細描述。 1996 年 Shida 等 3根據(jù) 16S rRNA 序列分析及構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育 樹，按近代生物分類學(xué)把側(cè)孢短芽孢桿菌定位為包含短短芽 孢桿菌在內(nèi)的新屬短芽孢桿菌屬。 Ruiu4 從形態(tài)特征、 對無脊椎動物的殺傷作用、抗菌作用以及其他性能等諸多方 面回顧了側(cè)孢短芽孢桿菌的研究歷史。本文將國內(nèi)外對側(cè)孢 短芽孢桿菌的主要研究和突破性進展進行了較為全面的綜 述，對側(cè)孢短芽孢桿菌從早期發(fā)現(xiàn)到目前在生產(chǎn)上的應(yīng)用概 況進行了系統(tǒng)總結(jié)。 1 側(cè)孢短芽孢桿菌的形態(tài)學(xué)特征 側(cè)孢短芽孢桿菌是一種

7、桿狀的、產(chǎn)內(nèi)生孢子的兼性厭氧 細菌，能夠產(chǎn)生其特有的獨木舟狀伴孢體（CSPB）,緊緊地 依附于芽孢一側(cè)，從而使其芽孢側(cè)生，用甲苯胺藍或結(jié)晶紫 染料可使其著色5。側(cè)孢短芽孢桿菌細胞大小約為（0.5 0.8）卩mx（ 2.55.0）卩m，生長溫度范圍 1545C,適 宜 pH 值范圍 69。一直以來，側(cè)孢短芽孢桿菌特殊的形態(tài) 學(xué)特征引起了眾多科研人員的關(guān)注。 在20世紀中期， Hannay6 利用光學(xué)和電子顯微鏡觀察到了固定的、芽孢內(nèi)嵌式的細胞 和芽孢，并得出了如下結(jié)論：伴孢體形成于芽孢形成之前， 并在芽孢形成之后一直附著于芽孢的一側(cè)，它是芽孢的一部 分。對于伴孢體的功能，人們提出了各種假設(shè)，伴孢

8、體可能 有助于芽孢萌發(fā)，它們或是附屬的壁，又或是芽孢壁的變形 等。然而，到目前為止還不能確定其特殊功能。 1958年 Fitz-James等7發(fā)明了一種從芽孢原生質(zhì)體中分離獨木舟狀 芽孢體的方法，并分析了這種結(jié)構(gòu)的化學(xué)組成。除了獨木舟 狀的伴孢體，1990年Montaldi等8在芽孢囊內(nèi)還發(fā)現(xiàn)了有棱 角的球狀伴孢體和有交叉平行帶條紋的伴孢體。這些結(jié)構(gòu)的 功能還不清楚，但之后人們發(fā)現(xiàn)側(cè)孢短芽孢桿菌不同形狀和 大小的伴孢體與殺雙翅目昆蟲活性有關(guān)。 2 側(cè)孢短芽孢桿菌的生物學(xué)活性 側(cè)孢短芽孢桿菌是既能抗菌殺蟲又有醫(yī)用價值的微生 物資源。早期研究主要集中在殺蟲活性上，國外研究較多， 已有生物殺蟲劑成品

9、上市。近年來，人們越來越關(guān)注關(guān)于側(cè) 孢短芽孢桿菌能夠產(chǎn)生抗菌活性物質(zhì)的特性。 側(cè)孢短芽孢桿菌具有多種生物活性，且表現(xiàn)出廣譜抗菌 活性，尤其是對細菌和真菌。 近期的全基因組測序結(jié)果表明， 側(cè)孢短芽孢桿菌還具有產(chǎn)生聚酮化合物、非核糖體肽和毒素 等物質(zhì)的潛力 9， 10。它還能夠產(chǎn)生氨基肽酶抑制劑、戊二 酰基 7-ACA ?；D(zhuǎn)移酶、凝血酶抑制劑、 賴氨酸等活性物質(zhì)， 顯示了良好的應(yīng)用前景。此外，側(cè)孢短芽孢桿菌也是哺乳動 物和鳥類的益生菌 11，它所產(chǎn)生的特有抗生素已應(yīng)用于醫(yī)藥 領(lǐng)域。 2.1 側(cè)孢短芽孢桿菌的殺蟲活性 對于側(cè)孢短芽孢桿菌殺蟲活性的研究比較多。研究證 明，多種側(cè)孢短芽孢桿菌對不同的無

10、脊椎動物如昆蟲、線蟲 和軟體動物都具有致病性 12。其殺蟲活性主要是由于伴孢體 中所含蛋白質(zhì)對多種昆蟲具有毒性作用，接觸或入侵靶標 后，在細胞生長周期不同階段產(chǎn)生不同物質(zhì)，從而起到毒性 作用。研究人員對一些特定的毒素蛋白及其作用方式已進行 了探究，但還有許多問題需要進一步的分析和闡明。 2.1.1 殺昆蟲作用早期研究發(fā)現(xiàn)， 有些側(cè)孢短芽孢桿菌菌 株對馬鈴薯甲蟲和煙草甲幼蟲有毒性作用13。Du Rand等14 研究發(fā)現(xiàn)，一株側(cè)孢短芽孢桿菌與相同生物量的蘇云金芽孢 桿菌( Bacillus thuringiensis )相比，對黃粉蟲幼蟲的毒性更 高，并確定其半致死濃度為3.388 X 106芽孢

11、/mL。Boets等 15 發(fā)現(xiàn)， 側(cè)孢短芽孢桿菌分泌的毒素具有蛋白質(zhì)特征， 把新 型殺蟲分泌蛋白命名為ISP1A和ISP2A，并確定了其 DNA 編碼序列。只有當(dāng)主要的殺蟲分泌蛋白和互補殺蟲分泌蛋白 同時被昆蟲攝入體內(nèi)時，才表現(xiàn)出毒性，而當(dāng)單獨攝入一種 殺蟲蛋白時則沒有毒性。不同側(cè)孢短芽孢桿菌菌株之間的差 異導(dǎo)致其對鱗翅目昆蟲的抗性作用存在爭議。側(cè)孢短芽孢桿 菌菌株對大豆夜蛾表現(xiàn)出不同的毒性水平，而同樣的菌株對 草地貪夜蛾卻沒有殺蟲活性 16。 最早關(guān)于側(cè)孢短芽孢桿菌潛在殺蟲作用的報道源于對 蚊子的研究。對蚊子的致病性與培養(yǎng)上清液無關(guān)，而是受菌 體細胞影響。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，側(cè)孢短芽孢桿菌的

12、芽孢和 獨木舟形伴孢體結(jié)構(gòu)起主要的殺蚊作用17。從俄羅斯分離得 到B. laterosporus 615和921,能產(chǎn)生不同形狀和大小的細胞 質(zhì)晶體內(nèi)含物，并報道了它們的殺蚊活性 18。 最近研究發(fā)現(xiàn)，一種產(chǎn)晶體的側(cè)孢短芽孢桿菌中同時存 在芽孢和晶體時，對梨形四膜蟲有殺蟲作用。然而，芽孢 晶體前體對原生動物細胞無毒害作用 19 Ruiu 等 20在 2006年首次發(fā)現(xiàn)了已形成芽孢的側(cè)孢短芽 孢桿菌對家蠅具有感染性。對家蠅的毒性作用主要來源于芽 孢。B. laterosporus這類細菌通過把毒素緊緊地依附在活的芽 孢上而產(chǎn)生殺蟲作用。在之后的組織病理學(xué)研究中，對側(cè)孢 短芽孢桿菌的致病因素和作用

13、方式進行了深入研究。側(cè)孢短 芽孢桿菌作為防治蒼蠅的生物藥劑，其價值還體現(xiàn)在另一方 面：安全性評價結(jié)果表明，它對非靶標生物無毒性，而只作 用于膜翅目的家蠅蛹寄生蜂以及蜜蜂。 2.1.2 殺線蟲作用某些側(cè)孢短芽孢桿菌菌株的芽孢中含 有殺線蟲化合物， 能夠抑制線蟲的卵孵化和幼蟲發(fā)育， 因此， 側(cè)孢短芽孢桿菌已成為寄生性線蟲的生物防治藥劑。通過高 效液相分離得到的殺蟲毒素是一種耐高溫、分子量低（大約 為 2.9 kD ）的蛋白質(zhì)， 紫外吸收波長為 205、220、268 nm21 對動物寄生性線蟲和植物寄生性線蟲都有殺蟲活性 13。 已經(jīng)確定側(cè)孢短芽孢桿菌 G4 產(chǎn)生的胞外蛋白對線蟲有 毒性 22，從

14、該菌的發(fā)酵上清液中分離純化出的堿性蛋白酶 BLG4 ，對獨立生存的線蟲和植物寄生線蟲 Bursaphelenchus xylophilus Nickle 有殺蟲活性。在掃描電子顯微鏡下觀察到， 這些蛋白質(zhì)嚴重破壞了線蟲的角質(zhì)層，使其外層表皮脫落并 形成很多裂痕。這種作用方式和食線蟲真菌類似，食線蟲真 菌入侵線蟲體內(nèi)，通過胞外蛋白酶降解外表皮的蛋白質(zhì)角質(zhì) 膜和連接線蟲幾丁質(zhì)纖維的基質(zhì)實現(xiàn)。使用重組體的純培養(yǎng) 物，體外驗證了 BLG4 的殺蟲活性。在枯草芽孢桿菌中克隆 表達的 BLG4 編碼基因，與絲氨酸蛋白酶類中的枯草桿菌蛋 白酶家族以及其他角質(zhì)層降解蛋白酶的編碼基因具有高度 的同源性。缺少 B

15、LG4 基因的突變體，檢測時致病性顯著降 低。在線蟲角質(zhì)層的降解過程中，利用熒光免疫定位法，證 明了蛋白酶參與細菌感染作用，該研究成果已得到應(yīng)用23。 2.1.3 殺軟體動物作用據(jù)報道， 短短芽孢桿菌 (B. brevis ) 相近種對水生蝸牛、光滑雙臍螺和斑馬貽貝等有殺蟲活性。 細菌培養(yǎng)物的全部成分都與其對軟體動物的致病性有關(guān)，其 中產(chǎn)生的細菌抗生素，如短桿菌肽S和D，起到了主要作用 24。側(cè)孢短芽孢桿菌對生命周期較短的動物的感染性更強， 對面盤幼蟲期的斑馬貽貝的致病力與蘇云金芽孢桿菌相當(dāng)。 上述研究表明，側(cè)孢短芽孢桿菌不同菌株之間以及同一 菌株對不同靶標的作用機制可能有所不同。 2.2 側(cè)

16、孢短芽孢桿菌的抗菌活性 側(cè)孢短芽孢桿菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)種類豐富，對各類真菌 和細菌都表現(xiàn)出廣譜的抑菌活性。短芽孢桿菌屬中很多可以 產(chǎn)生蛋白酶和抗生素的物種都具有這種生物學(xué)特性。這方面 國外的報道較多，已確定的抗菌物質(zhì)有非肽類的芽孢菌胺、 肽類抗生素、聚酮化合物以及幾丁質(zhì)酶等。 2.2.1 抑制植物病原真菌從我國蘋果根際土壤中分離到 的 B. laterosporus ZQ2 對蘋果樹致病菌具有廣譜抗性，如立 枯絲核菌 (Rhizoctonia solani )、尖孢鐮刀菌 (F. oxysporum )、 茄病鐮刀菌(F. solani)、煙曲霉菌(Aspergillus fumigatus )

17、、 煙草赤星病菌(Alternaria alternata)、楊樹爛皮病菌(Valsa sordida )、蘋果炭疽病菌( Colletotrichum gloeosporioides )、 灰霉病菌( Botrytis cinerea )和蘋果輪紋病菌( Physalospora piricola )等。在120 C高溫處理30 min、紫外照射和pH值1 11 的條件下，該細菌培養(yǎng)上清液中抗真菌活性仍然能達到 80%的抑菌率 25。在印度的泥漿中分離到側(cè)孢短芽孢桿菌 BPM3，能夠抑制植物致病真菌如F. oxysporum、F. semitectum、 Magnaporthe grisea

18、r、 Rhizoctonia oryzae 以及革 蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的生長。 將起抑菌作用的化合物進行分離鑒定，通過光譜分析，初步 發(fā)現(xiàn)最高活性部位的化學(xué)組成包括C-H、羰基、二甲基、-CH2 和甲基 26。有些側(cè)孢短芽孢桿菌菌株通過產(chǎn)生幾丁 質(zhì)酶來降解真菌細胞壁，從而抑制真菌生長。趙秋敏等 27 從 524 株芽孢桿菌中篩選出 1 株幾丁質(zhì)酶活力較高的側(cè)孢短 芽孢桿菌 1?864，研究表明該菌對小麥赤霉菌等6 種病原菌 具有明顯的抑制作用。從印度的紅樹林濕地土壤中，分離到 一株側(cè)孢短芽孢桿菌 Lak210 ，在含膠體幾丁質(zhì)的培養(yǎng)基上， 可

19、以產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶，釋放到培養(yǎng)液中。這些抗菌蛋白對鐮刀 菌屬植物致病真菌具有抑制作用，與由 B. laterosporus LMG15441 基因編碼的 89.4 kD 的四結(jié)構(gòu)域幾丁質(zhì)酶，以及 69.4 kD 的二結(jié)構(gòu)域幾丁質(zhì)酶（ ChiA 1 ）具有高度的同源性 28。 2.2.2 抑制植物病原細菌側(cè)孢短芽孢桿菌的抗菌性能與 其產(chǎn)生的抗菌肽有關(guān)，現(xiàn)已研究出一種利用瓊脂擴散定量檢 測其生物活性的方法 29。李偉杰等 30 將番茄青枯病拮抗菌 X10 鑒定為側(cè)孢短芽孢桿菌，并制備了 X10 的固體菌劑， 對 其田間應(yīng)用效果的測定表明，該菌劑對番茄青枯病的防治效 果較好，同時還能促進番茄植株生長和增

20、加產(chǎn)量。另外，X10 發(fā)酵液中的蛋白粗提液具有抑制茄科勞爾氏菌生長的效果。 最近， 從側(cè)孢短芽孢桿菌 A60 的發(fā)酵液中， 分離鑒定到一種 分子質(zhì)量大約為 1.6 kD 的新型短序列線性抗菌肽，命名為 BL-A60 ，并證明其對多種植物致病菌具有抑制作用。 抗菌活 性物質(zhì)熱穩(wěn)定性好，100c處理15 min后仍保持活性，在pH 值311范圍內(nèi)抗菌活性不受影響，蛋白酶K、胰蛋白酶、 胃蛋白酶處理也不影響其活性 31 ?？咕膶ξ⑸锏囊种谱?用顯示它通過破壞細胞膜，造成細胞破碎和裂解。這些抗菌 肽通過細胞膜進入細胞并隨細胞質(zhì)的流動而轉(zhuǎn)移，它們通過 干擾DNA和RNA，最終破壞蛋白質(zhì)的合成。BL-

21、A60可能 也是通過這種方式起作用的，但目前這些機理還未研究清 楚。黎定軍等 32 對側(cè)孢短芽孢桿菌 2-Q-9 研究時發(fā)現(xiàn)它分泌 的抑菌物質(zhì)能強烈抑制 3 個青枯病菌生理小種的正常生長， 進一步對該抑菌物質(zhì)的性質(zhì)進行研究后表明，該抑菌物質(zhì)可 能是蛋白或多肽類。陳武等 33 分離并純化出側(cè)孢短芽孢桿 菌 2-Q-9 外泌抗菌肽 BL2Q9 。任召珍等 34 得到了側(cè)孢短芽 孢桿菌Lh-1的抗菌活性物質(zhì) R21，抑菌試驗證明 R21對致 病性革蘭氏陰性和陽性菌、食品腐敗菌及少數(shù)真菌均有抑菌 作用。趙秀香等 35 從煙草根際土壤中分離到一株生防菌側(cè) 孢短芽孢桿菌B8 ,它的發(fā)酵液對煙草黑脛病菌的抑

22、菌圈直徑 達到63 mm，試驗推斷該抑菌物質(zhì)可能為蛋白或多肽類。 2.3 側(cè)孢短芽孢桿菌的解磷功能 側(cè)孢短芽孢桿菌具有解磷、解鉀等功能。石磊 36 研究 了側(cè)孢短芽孢桿菌菌株 BL-21 的解磷能力， 表明它適合開發(fā) 應(yīng)用于旱田農(nóng)作物的菌肥，且能在一定程度上提高土壤中有 效磷的含量和農(nóng)作物的產(chǎn)量。研究發(fā)現(xiàn)側(cè)孢短芽孢桿菌能夠 降解水胺硫磷。杜春梅等 37 在研究側(cè)孢短芽孢桿菌解磷過 程中，發(fā)現(xiàn)它具有降解氧化樂果、水胺硫磷等有機磷農(nóng)藥的 作用，分析了側(cè)孢短芽孢桿菌菌株 BL-2l 降解水胺硫磷的條 件和途徑，并得到了降解水胺硫磷的最佳培養(yǎng)基配方和降解 條件。 2.4 側(cè)孢短芽孢桿菌對有機污染物的降

23、解 利用微生物進行生物修復(fù)已成為新的研究熱點。利用生 物方法處理污染場地以達到降解并除去污染源或污染化合 物的目的。人們發(fā)現(xiàn)越來越多的物質(zhì)能被側(cè)孢短芽孢桿菌所 降解， 最典型的實例是把聚乙烯醇降解為乙酸鹽38，還能產(chǎn) 生多種酶如木質(zhì)素過氧化酶、漆酶、氨基比林 -N- 脫甲基酶、 NADH-DCIP 還原酶和孔雀綠還原酶等。能夠?qū)崿F(xiàn)對紡織物 偶氮染料的脫色處理， Kurade 等 39 研究了側(cè)孢短芽孢桿菌 MTCC 2298 對不同結(jié)構(gòu)染料的優(yōu)先降解，并運用 HPTLC 優(yōu) 化了脫色物質(zhì)的降解規(guī)律和物理化學(xué)參數(shù)。隨后又發(fā)現(xiàn)一種 新型細菌 -酵母微生物菌群 BL-GG 可以有效地對紡織工業(yè)廢 水

24、及分散染料Scarlet RR進行脫色，并認為細菌-真菌或酵母 的結(jié)合所產(chǎn)生的聯(lián)合酶催化機制表現(xiàn)出增效作用，減少了毒 性代謝物的產(chǎn)生 40。Waghmode等41評估了 Galactomyces geotrichum MTCC 1360 （ GG）和 B. laterosporus MTCC 2298 （BL）及二者的微生物菌群 GG-BL對分散染料 Brown 3 REL 的不同降解效果，并進行了進一步驗證。 研究證明，側(cè)孢短芽孢桿菌能夠降解制革廠廢水中的植 物單寧 42，生物降解苯酚和甲苯 43，生物吸附水溶液中的 有毒金屬，以及對污水系統(tǒng)中的重金屬解毒等 44。 2.5 側(cè)孢短芽孢桿菌的

25、醫(yī)用功能 側(cè)孢短芽孢桿菌的醫(yī)用功能早已為人們所熟知，尤其是 國外在這方面的研究較深入，技術(shù)也較成熟，而且相關(guān)產(chǎn)品 種類豐富，給人類健康帶來了福音。美國、英國利用側(cè)孢短 芽孢桿菌開發(fā)出益生菌保健類藥物 BOD 等，用于口服預(yù)防 或治療胃腸紊亂。在歐洲市場上，該菌產(chǎn)生的生物素前體已 經(jīng)開發(fā)出了很多產(chǎn)品 某些側(cè)孢短芽孢桿菌菌株的抗真菌和抗細菌特性具有 醫(yī)藥價值，因為它們產(chǎn)生的抗生素有治療作用。如抗生素側(cè) 孢菌胺，在體內(nèi)和體外試驗中，均表現(xiàn)出對革蘭氏陰性菌和 革蘭氏陽性菌的廣譜抗性45。從巴布亞新幾內(nèi)亞海岸熱帶海 水中分離得到一株側(cè)孢短芽孢桿菌，能產(chǎn)生 acyldipeptides tupuselei

26、amides 和抗真菌聚酮類化合物 basiliskamides ，可以 有效抑制 E. coli 和白色念珠菌 46。同樣從海洋中分離的菌株 PBG-276 也能產(chǎn)生包括 loloatins 、bogorols 和脂肽 tauramamide 的多種肽化合物 47。側(cè)孢短芽孢桿菌發(fā)酵液中還含有其它抗 生素，如 cyclodecapeptide laterocidin48 ，凝血酶抑制劑 bacithrocins A、B和C49,亮氨酸氨肽酶抑制劑 leuhistin ,以 及抗癌物質(zhì)斯格埃林等。 Krachkovskii 等 50 從側(cè)孢短芽孢桿 菌 IGM52 中分離到一種環(huán)狀十肽類抗生素

27、， 通過核磁共振分 光法鑒定為 loloatinA 。從土壤中分離的一些側(cè)孢短芽孢桿菌 菌株能產(chǎn)生重要的工業(yè)用酶一一頭孢菌素酰基轉(zhuǎn)移酶，用于 頭孢菌素衍生物的工業(yè)化生產(chǎn) 51。側(cè)孢短芽孢桿菌 能夠產(chǎn)生多種抗腫瘤活性物質(zhì)，例如精胍菌素、免疫毒素、 15-脫氧精胍菌素等。 15-脫氧精胍菌素 (15-Deoxyspergualin ， DSG)是由側(cè)孢短芽孢桿菌產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，對犬類、嚙齒 類和靈長類動物具有免疫抑制活性。在抗癌免疫抑制方面應(yīng) 用潛力巨大，可抑制單核細胞、淋巴細胞和巨噬細胞增殖， 抑制單核細胞釋放過氧化物酶及溶酶體酶，并能明顯減少腎 移植后細胞浸潤 52。Shi等53對B. lat

28、erosporus A7誘變，篩 選出一株高產(chǎn)抗癌物質(zhì)且遺傳穩(wěn)定性良好的菌株 A-94-7 ，并 對其發(fā)酵培養(yǎng)基進行了優(yōu)化，抗癌物質(zhì)產(chǎn)量為原始菌株的 4 倍。 2.6 側(cè)孢短芽孢桿菌的其他功能 Crawford 等 54 研究芽孢桿菌對 4-羥基苯甲酸降解的過 程中發(fā)現(xiàn)菌株 B. laterosporus PHB-7a 在含 4-羥基苯甲酸的培 養(yǎng)基中能夠產(chǎn)生高水平的龍膽酸鹽加氧酶和順丁烯二酰丙 酮酸鹽水解酶， 該酶能把 4-羥基苯甲酸轉(zhuǎn)變?yōu)辇埬懰猁}，龍 膽酸鹽通過谷胱甘肽的作用進一步轉(zhuǎn)化為龍膽酸。 Aramori 等 55 從土壤中得到一種新型產(chǎn)戊二酰 7-ACA ?；D(zhuǎn)移酶的 側(cè)孢短芽孢桿

29、菌 J1。 Yoshimoto 等 56 從土壤中分離到的一株 側(cè)孢短芽孢桿菌可以產(chǎn)生一種內(nèi)-a -N-乙酰氨基半乳糖苷 酶。 Umerie 等 57 通過從土壤中分離的側(cè)孢短芽孢桿菌進行 分批發(fā)酵生產(chǎn)L-賴氨酸。側(cè)孢短芽孢桿菌產(chǎn)生的生物活性物 質(zhì)對多個屬的藍藻具有殺藻作用，包括顫藻、魚腥藻、微囊 藻、念珠藻等有害藻類 58。它阻礙了微藻類的光合作用，并 導(dǎo)致細胞分裂停滯、藍藻鏈破壞以及細胞溶解，可有效控制 微藻類對水源的污染。所有這些活性物質(zhì)的相關(guān)研究顯示了 側(cè)孢短芽孢桿菌的巨大應(yīng)用潛力。 3 側(cè)孢短芽孢桿菌應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題 研究證明，側(cè)孢短芽孢桿菌具備開發(fā)成為防治昆蟲、線 蟲、軟體動物

30、和植物病原菌的生防菌劑的潛力。由于側(cè)孢短 芽孢桿菌對很多有害微生物具有抑制作用，已作為飼料添加 劑應(yīng)用于哺乳動物的腸道調(diào)節(jié)。鑒于其益生功效，給家禽口 服側(cè)孢短芽孢桿菌的孢子制劑，能夠提高飼料的利用率并增 加體重 59。另外， 由于它具有抗菌特性并能產(chǎn)生特有的抗生 素類物質(zhì)，已逐步應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)。最近的相關(guān)研究更多地 傾向于其生物降解和凈化特性，并強調(diào)其在生物修復(fù)方面的 應(yīng)用潛力。 印度已完成了 3 種側(cè)孢短芽孢桿菌菌株全基因組的測 序。在美國，側(cè)孢短芽孢桿菌被成功地作為生物殺蟲劑來治 療動物線蟲。我國云南大學(xué)的側(cè)孢短芽孢桿菌殺線蟲成果也 已得到了生產(chǎn)上的應(yīng)用 60。世界酶制劑巨頭一一丹麥諾維信

31、 公司生產(chǎn)的諾沃 TM 微生物菌劑中， 也含有側(cè)孢短芽孢桿菌。 自2001年以來，國內(nèi)關(guān)于側(cè)孢短芽孢桿菌的專利多達 40余 項，其中絕大部分涉及側(cè)孢短芽孢桿菌的復(fù)合微生物肥料的 制備與應(yīng)用，也有關(guān)于側(cè)孢短芽孢桿菌處理生活垃圾，進行 抗菌蛋白發(fā)酵，生產(chǎn)抗菌肽，以及作為葉面增效劑、水質(zhì)和 土壤改良劑、抑藻劑等的具體應(yīng)用。例如孫建新等 61 發(fā)明 的一種促進植物生長的微生物肥料及其培養(yǎng)方法，該肥料就 包含由枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和側(cè)孢短芽孢桿菌組成 的復(fù)合微生物；曹鳳明等 62 提供了一種快速檢測和鑒定微 生物肥料中側(cè)孢短芽孢桿菌的技術(shù)，利用特異引物，根據(jù)樣 品基因組 DNA 進行 PCR 擴增

32、，對微生物肥料中的側(cè)孢短芽 孢桿菌進行檢測和鑒定。 側(cè)孢短芽孢桿菌在實踐應(yīng)用中尚存在一些問題亟待解 決。主要包括： （1）如何解決側(cè)孢短芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)量偏低 的問題， 用以在實際生產(chǎn)中提高其發(fā)酵產(chǎn)量， 增加生產(chǎn)效益； （2）側(cè)孢短芽孢桿菌類生物菌劑投放到環(huán)境中的生物安全 性問題，這需要大量的田間試驗，證明其使用后在周圍環(huán)境 中所占據(jù)的生態(tài)位以及對生態(tài)平衡的影響，考察其是否可在 發(fā)揮作用后短時間內(nèi)數(shù)量減少直至消失，以保持原來的生態(tài) 平衡，確保生態(tài)安全； （ 3）如何建立一種快速、準確、有效 的檢測環(huán)境中側(cè)孢短芽孢桿菌的含量及分布狀況的方法，以 便于及時示蹤，并進一步探索菌株在土壤乃至植物中的定植

33、 存活情況、與土著微生物的相互關(guān)系，實時監(jiān)測田間應(yīng)用效 果。（ 4）進一步研發(fā)側(cè)孢短芽孢桿菌相關(guān)的生物降解菌劑和 酶制劑。 側(cè)孢短芽孢桿菌的多種生物學(xué)功能對生產(chǎn)實踐產(chǎn)生積 極的影響，具有巨大的應(yīng)用潛力?；谄渚哂袣⑾x、抑菌等 特性，可以不斷開發(fā)出相應(yīng)的微生物菌劑、醫(yī)療保健藥物、 生物防控制品及環(huán)?；ぎa(chǎn)品。隨著側(cè)孢短芽孢桿菌全基因 組測序的完成，可以逐步開展對相關(guān)基因的分離、克隆以及 高效表達研究，側(cè)孢短芽孢桿菌在人類生產(chǎn)生活中必將發(fā)揮 越來越重大的作用。伴隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用以及側(cè)孢短芽 孢桿菌殺線蟲作用的深入研究，還可以進一步開發(fā)相應(yīng)的轉(zhuǎn) 基因抗線蟲作物，造福社會。 參考文獻： 1Whit

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