微生物资源的开发与利用

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微生物资源开发与利用价值评估

微生物资源开发与利用价值评估

微生物资源开发与利用价值评估微生物是一类在我们生活中无处不在的微小生物体,包括细菌、真菌、病毒、藻类等。

它们具有广泛的生物学功能,可以在环境保护、医学领域、农业领域、食品工业等各个领域发挥重要的作用。

微生物资源的开发与利用对于推动科学技术的进步和经济社会的发展具有巨大的潜力和价值。

首先,微生物资源的开发与利用在环境保护方面具有重要作用。

微生物在土壤中能够分解有机物,促进土壤肥力的提高;在水体中能够降解有害物质,净化水源;在废弃物处理中能够降解有毒有害物质,实现资源化利用。

例如,微生物菌种的开发被广泛应用于废水处理工程中,能够高效降解有机废水,减轻水体污染对环境的破坏。

另外,微生物还能够降解农药、重金属等污染物,对于修复土壤和水体的污染起到了积极的作用。

其次,微生物资源的开发与利用在医学领域有着重要的意义。

微生物中存在着大量的有益菌种,对人类的健康起着重要的作用。

例如,人类的肠道微生物群落与人体的免疫系统、新陈代谢等都有密切关系。

通过研究和利用这些菌种,可以开发出有益的益生菌产品,促进人体健康。

此外,微生物中还存在着许多具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗炎等活性成分,对新药研发具有重要意义。

例如,青黛霉素是一种由微生物发酵产生的抗生素,广泛应用于临床抗菌治疗。

第三,在农业领域,微生物资源的开发与利用对于提高农作物的产量和质量具有重要意义。

微生物能够与植物根系形成共生关系,提供植物生长所需的养分和激素,促进植物的生长发育。

通过利用这种微生物与植物的共生关系,可以开发出高效的微生物肥料,减少对化学肥料的依赖,保护土壤生态环境。

此外,微生物还能够降解植物病害的致病菌,控制病害的发生。

最后,在食品工业领域,微生物资源的开发与利用对于食品加工和保鲜具有重要意义。

微生物发酵技术能够将一些原本无法直接利用的食材转化为具有营养和风味的食品。

例如,酸奶、豆豉、酱油等就是经过微生物发酵而制得的食品。

此外,微生物能够产生一些食品添加剂,如食品酶、食品色素等,不仅能够提高食品的品质,还能够延长食品的保质期。

微生物资源的开发与利用研究

微生物资源的开发与利用研究

微生物资源的开发与利用研究一、微生物资源的开发与利用概述微生物资源是指存在于自然界中的微生物个体或群体,主要包括细菌、真菌、病毒、原生动物等,具有广泛的分布性、丰富的种类、多样的代谢途径、高度的再生能力和可持续性等特点,其具有巨大的开发利用潜力。

目前,常见的微生物产品主要包括抗生素、酶制剂、保健食品等,这些产品在医药、生物工程、食品等领域中发挥着重要作用。

因此,对于微生物资源的开发与利用研究具有重要的意义。

二、微生物资源的开发研究1. 微生物的筛选与鉴定微生物的种类繁多,如何从中选取具有生产力的微生物进行进一步开发与利用是微生物资源开发研究的重要步骤。

一般从自然环境中采集样品,通过传统的分离、纯化等方法筛选出具有生产力的微生物,确定其种类、鉴定其性状,进而进行进一步的优化培养。

2. 微生物发酵工艺优化微生物产生生物活性物质的过程主要是通过微生物发酵技术实现的。

发酵工艺的优化是微生物资源开发研究中的关键技术之一。

通过对发酵条件的优化及代谢途径的调控,提高微生物产物的产量、纯度和质量,达到最优生产状态。

3. 微生物代谢产物研究微生物代谢活性物质是微生物开发与利用中最重要的产物之一。

微生物代谢产物研究一方面是确定化合物的结构、活性及其作用机制,另一方面是为后期的产物转化、扩大生产提供理论依据和技术支持。

三、微生物资源的利用研究1. 微生物产品的应用微生物产品有很多种类,如抗生素、生物酶、抗菌素等。

这些产品广泛应用于医药、生物工程、食品等领域。

例如,抗生素是重要的临床药物,可以用来治疗疾病和预防感染病;酶制剂可应用于绿色工艺、食品加工、医药等多个领域;保健食品则可以增强人体免疫功能,提高身体免疫力。

2. 微生物技术在环境治理中的应用微生物资源的利用不仅局限于医药、生物工程、食品等领域,还可以在环境治理领域中发挥作用。

例如,微生物可以被应用于废水、废气等环境治理领域,用于生物处理、微生物降解等方面。

这种微生物技术是一种无害、环保的绿色技术,在未来的环保行业中具有重要的应用前景。

微生物资源的开发和利用

微生物资源的开发和利用

微生物资源的开发和利用微生物资源是指在微小生物中挖掘出来的可利用或具有应用价值的物质和信息,是人类历史上最早利用的自然资源之一。

随着生命科学和生物技术的发展,越来越多的人开始关注微生物资源的开发和利用,尤其是在食品、医药、环境保护等领域,微生物资源的开发和利用被视为一条重要的创新发展路径。

一、微生物资源的定义和分类微生物资源是指实验室中分离鉴定出来的细菌、真菌、病毒、古菌等微生物,它们具有独特的基因组结构和代谢特性,可以用于人类生产生活的各个领域。

按照微生物的性质和用途可将其划分为以下几类:1. 食品微生物资源。

食品微生物资源主要包括酵母、乳酸菌、醋酸菌、酪菌等,它们可以用于葡萄酒、啤酒、酸奶、豆腐等食品的发酵和生产。

2. 医药微生物资源。

医药微生物资源主要指具有药用价值的微生物,如青霉素、链霉素等抗生素、曲霉素等抗癌药物等。

3. 环境工程微生物资源。

环境微生物资源主要针对污染物的微生物降解和除臭,脱氮、脱磷,重金属污染治理等。

如具有降解能力的细菌、真菌和酵母等。

4. 新材料微生物资源。

这类微生物提取出来的物质可以应用于碳纳米管、纳米薄膜、生物高分子材料、生物降解塑料、生物染料、香料、调味剂等。

二、微生物资源的开发和利用微生物资源的开发和利用有着广阔的前景和潜力,可以为相关领域的进步和发展带来显著的贡献,包括以下几个方面:1. 微生物资源的筛选、分离和鉴定。

要发掘和利用微生物资源,首先要进行微生物的筛选、分离和鉴定工作。

这些工作的基础就是微生物分类学和微生物多样性研究,通过分析微生物的形态、生理生化特性、遗传多样性等指标,筛选出具有生产利用潜力的微生物资源。

2. 微生物代谢产物的研究和应用。

微生物代谢产物是指微生物代谢过程中产生的生物活性物质和小分子化合物。

这些化合物广泛存在于微生物的培养物中,而且具有广泛的生物活性和应用前景。

比如绿色农药、生物染料、抗生素、抗肿瘤药物等。

3. 微生物发酵工艺的优化和生产。

微生物资源开发与利用

微生物资源开发与利用

微生物资源开发与利用微生物资源是人类离不开的一种珍贵资源,它们在生态系统中扮演着重要的角色,不仅可以维持生态平衡,还能够应用于医疗、食品、农业和环保等多个领域。

美国科学家屠呦呦荣获2015年诺贝尔生理学或医学奖,正是因为她在微生物资源的开发中取得的突破性进展。

而现在,全球范围内对于微生物资源的开发和利用越来越引起人们的重视。

一、微生物资源的开发现状微生物资源的开发现状包括了探索、挖掘和应用三个方面。

在探索方面,随着科学技术的不断发展,我们对于微生物的认知也在不断深入。

传统的微生物探索方法主要是分离培养和形态学观察,而现在除了这两种方法,还有基于分子生物学方法和生物信息学研究的探索方法。

在挖掘方面,微生物源自于极端环境、海洋深处、冰封高原等,需要使用发酵、提取和纯化等技术来进行挖掘。

在应用方面,微生物的应用十分广泛,涵盖生物制造、环保、食品、医药等领域。

二、微生物资源的利用前景微生物资源的利用前景非常广泛。

在生物制造领域,微生物资源可以通过人工生物学、合成生物学、纳米技术等技术手段来设计和合成新药物、新材料和新能源,可谓是“生命工厂”。

在环保领域,微生物源自于土壤、植物、动物、污泥等都是生物修复的重要工具,能够有效降解污染物和净化环境。

在食品领域,微生物资源可以被用作食品添加剂、保鲜剂和发酵剂,可以生产出酸奶、面包、啤酒、豆腐等食品。

在医药领域,微生物资源随着新技术的不断出现,其在新药研发、抗生素开发、免疫疗法等多个领域中的应用越发广泛。

三、微生物资源的开发和利用挑战微生物资源的开发和利用遇到了一些挑战。

首先,由于微生物资源种类繁多,难以完全挖掘所有的潜能,研究人员需要过滤出最有价值的资源。

其次,微生物资源开发过程中的技术手段和财力投入需求大,若没有足够的技术和财力支持,将难以取得良好的效果。

再者,微生物资源的应用范围虽然十分广泛,但是还有一些国家和地区的政府和企业未能足够重视相关领域的研发,导致开发的速度滞缓。

微生物资源开发利用的研究与应用

微生物资源开发利用的研究与应用

微生物资源开发利用的研究与应用微生物是一类非常神奇的生物,它们存在于各个环境中,包括空气、水、土壤中,同时也存在于人类的身体内部。

微生物目前已知数量超过1万种,其中绝大多数对人类来说都是有益的。

微生物在人类的生产生活中起到了不可替代的作用,尤其是在医药、工业和农业领域中。

本文将探讨微生物资源开发利用的研究现状和应用前景。

一、微生物资源的分类和特征微生物资源主要可以分为原核生物和真核生物两大类。

其中原核生物包括细菌、蓝藻和放线菌等;真核生物包括真菌、原生动物和微型动物等。

这些微生物之所以能够在不同环境中存活,是因为它们具有以下共同的特征:1. 能够适应不同的环境条件,例如高温、低温、高盐度、高气压等。

2. 微生物具有快速繁殖的能力,使得它们可以在短时间内产生大量的生物质。

3. 微生物具有广泛的代谢功能,能够分解、转化并合成各种有机和无机物质。

4. 微生物可以与其他生物相互作用,参与到群落的生态过程中。

以上特征使得微生物在生产生活中具有广泛的应用前景。

二、微生物资源的开发利用微生物资源的开发利用一般可以分为以下几个方面:1. 医药领域微生物在医药领域中的应用最为广泛。

目前已经有很多抗生素、免疫抑制剂、抗肿瘤药物和生物制品等是由微生物合成的。

例如,青霉素、链霉素等都是由真菌合成的,这些药物在治疗感染和疾病中发挥了重要作用。

此外,微生物还可以用于制备发酵乳、酵母等膳食营养品。

2. 工业领域微生物在工业领域中的应用也十分广泛,包括食品加工、制药、化工、纺织等行业。

微生物可以被用于生产酒精、乳酸、醋酸、乳酸菌发酵液、脱色剂、纤维素等物质。

此外,通过生物转化技术,微生物可以将废弃物转化为有用化合物。

3. 农业领域微生物在农业领域中也有较为广泛的应用。

微生物可以用于改良土壤,提高农作物的营养水平和产量。

一些微生物还可以用来制作生物肥料,保护农作物不受害虫和病害的侵害。

用微生物代替化学肥料和农药,对环境的污染程度也大大降低了。

微生物资源的保护与开发利用

微生物资源的保护与开发利用

微生物资源的保护与开发利用微生物资源是生物多样性的重要组成部分,包括细菌、真菌、病毒等微生物种类。

这些微生物资源不仅对生态系统的正常运转具有重要作用,还在医学、农业、工业等领域具有广泛的应用价值。

因此,微生物资源的保护与开发利用是一项非常重要的任务。

一、微生物资源的重要性微生物是全球最为丰富的生物类群之一,其数量和种类远远超过其他生物种群。

微生物对维持生态环境的稳定起到了重要作用,如促进植物生长、分解有机物和净化环境等。

同时,在多个行业和领域中也有非常重要的应用价值,为人类的健康和经济发展做出了巨大贡献。

在医学领域,微生物被广泛用于治疗疾病,如抗生素等。

在食品工业中,微生物在食品的生产和加工过程中起到了关键作用,如面包、酸奶、酒类等。

在制药工业中,微生物在药物研究、开发和生产中发挥重要作用。

在环保领域,微生物可以通过生物处理技术净化污染环境。

二、微生物资源的保护由于人类的工业化和城市化进程加速,对自然环境的破坏和污染不断加剧,严重影响了微生物资源的生存和繁衍。

在这个背景下,保护微生物资源显得尤为重要。

1.加强科学研究和技术创新,深入开展微生物资源调查和评估工作,全面了解微生物多样性及功能,为微生物资源的保护提供科学依据。

2.建立生物保护区和微生物资源库,保护生物多样性和稀有珍稀物种,防止微生物资源的过度利用和滥采滥挖。

3.强化法律法规的制定和执行,明确微生物资源的产权和管理制度,制定科学合理的微生物收集、利用和产业化的政策和措施。

三、微生物资源的开发利用微生物资源的广泛应用领域和巨大的市场需求,也推动了微生物资源的开发利用工作。

1.医药领域:利用微生物生产具有特殊药理活性或治疗效果的化合物,如抗生素、免疫调节剂等。

2.食品工业:利用微生物生产各种食品,如面包、酸奶、酒类、酱醋等。

3.农业领域:运用微生物的生长和代谢功能帮助提高作物产量,改善土壤生态环境,同时也能制备生物肥料、微生物杀虫剂、微生物菌剂等。

微生物资源的开发与利用

微生物资源的开发与利用

微生物资源的开发与利用微生物是生态系统中最小的生物种类之一,但却是地球上生命活动中最为重要的组成部分之一。

微生物资源是地球资源中最为丰富、重要的一类资源之一。

微生物资源的发现、开发和利用涉及到生物多样性、工业生产、生物治理、生物修复等多个领域,对于人类社会的发展和生存十分重要。

一、微生物资源的分类微生物资源包括细菌、真菌、原生动物、病毒等,它们在天然环境中或人工培养条件下形态各异,影响着人类的生产、生活和环境。

微生物资源也按照它们对环境和生命体系的作用,可分为腐生菌、共生菌、病原菌、益生菌、工业菌等等。

二、微生物资源的开发利用(a) 微生物在工业生产中的应用微生物在工业生产中有举足轻重的地位,它们可以产生有机酸、氨基酸、蛋白质、酶、抗生素、激素、维生素等大量的化学物质,这些物质在医药、食品、饲料、化妆品、酿造等领域都有着重要的用途。

由于这些化学物质具有高度的纯度和高度的特异性,因此它们的生产需要依靠微生物制造,如青霉素、链霉素、四环素、阿司匹林、曲美他嗪等,都是由微生物应用而来的。

(b) 微生物在环境治理中的应用微生物在环境治理中的应用主要有三个方面。

一是微生物降解有机污染物,如石油、农药等。

二是微生物修复土壤,减少化肥、农药等残留污染物的危害。

三是微生物治理水污染,利用微生物中的细菌、藻类等降解污水中的有机物和氮磷等营养物质。

微生物在环境治理中的应用,防止了环境污染的蔓延,减少了对生态系统的破坏。

(c) 微生物在农业生产中的应用微生物在农业生产中应用主要有三个方面。

一是在微生物肥料中利用了微生物固氮转化为土壤肥料,提高了农作物的产量;二是利用微生物阳极氧化还原反应加快有机物分解,反过来又促进微生物的生长;三是利用微生物单菌或混菌制作有机肥料,如有机液肥、生物堆肥等。

三、微生物资源的保护和开发保护和开发微生物资源是一项重要的工作。

保护微生物资源包含着天然资源保护、人工培育、遗传资源保护和固有外生微生物的保护等多个方面。

微生物资源的开发与利用

微生物资源的开发与利用
应用微生物学-2
第二章、微生物资源及其 开发利用
本章内容
微生物资源的定义及其特点 微生物资源开发的基本程序 微生物资源开发的专利申请 资源微生物的特殊要求 资源微生物的研究方向
2.1 微生物资源的定义及其特点
生物资源的权威定义(《生物多样性公 约》):对人类具有实际或潜在用途、价 值的遗传资源、生物体或其部分、生物群 体或生态系统中任何其他生物组成部分。
总体设计还包括开发的策略,自己的工作基础, 已具备的条件,自己的优势和劣势,合作伙伴 的力量及诚信度,投资大小、投资周期及风险 等。
微生物资源开发往往需要合作伙伴,如果有力 量互补、诚信度高的国内外合作伙伴参与,必 然对开发大有益处。为了使合作更富成效,订 立一项分工明确、成果分享公道的协议是完全 必要的。
各国通常的做法是一旦证明某种新菌种产生某 种新物质并具有某种活性(不一定就有临床价 值),马上要做的第一件事就是申请专利。然 后再继续研究开发。这说明专利对于促进微生 物资源开发的极端重要性。
没有专利保护,简直就不会有人敢搞抗生素及 其他微生物制品的开发。
2.4 资源微生物的特殊要求
1.工业微生物应用的要求
总体设计一旦确定,明确开发意图 并贯彻始终,是微生物资源开发最 基本、时刻不离的原则,核心问题 就是千方百计尽早找到所需的目的 菌。这是开发成败的关键,所有的 策略、路线、方法都要为这个中心 服务,而不要有所偏离。
创新是微生物资源开发的灵魂
20世纪50年代从1000株菌就可能找到一种新抗生素, 现在却要从10000个新化合物中才有可能开发成功一个 有临床价值的药物,可见难度和风险之大。
可以申请专利。 专利菌种及其产物一定得新,有可能开发成生
产菌种,实现产业化,但不一定在申请专利时 就有现实生产力。 生产菌种必须有现实生产力。 在某些情况下专利菌种就是生产菌。这两者的 保护均与当事人的经济利益有关,都是对知识 产权的保护。
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微生物资源的开发与利用微生物资源的开发与利用摘要:微生物资源的开发利用前景将会在解决人类社会面临的人口剧增、资源匮乏、环境恶化问题和实现可持续发展等方面发挥不可替代的作用。

本文综述了微生物资源以及其开发利用过程这两个方面。

关键词:微生物资源,放线菌,开发,利用1.引言当今,人类的工业是建立在化石能源基础之上的,而其特点必然要导致大量不可再生资源的消耗,大量温室气体的排放以及伴随着生态环境的破坏。

导致人类社会面临着人口剧增、资源匮乏、能源危机、环境恶化等一系列问题,而人类又要求不停的发展,解决这些问题的关键在于寻求一条可持续发展的道路。

生物技术正在推动着以化石能源为基础的经济向以知识经济、循环经济为主的经济结构转型,是实现人类可持续发展的关键技术。

因此大力发展生物技术对经济的发展以及人类社会的发展有着巨大而深远的影响,而作为生物技术的核心技术,微生物工程技术的发展将要涉及到微生物资源的开发与利用问题[1]。

微生物资源利用的核心是在于利用其产生的生物活性物质,目前,微生物活性物质绝大部分来源于普通环境中的微生物,因此从普通环境微生物中寻找新的活性物质难度越来越大。

新的基因有很大的可能产生新的生物活性物质,因此通过寻找新的基因来寻找新的生物活性物质。

基于该思路,稀有放线菌、海洋微生物、极端环境微生物等过去很少触及的微生物资源已越来越受重视[2]。

2.微生物资源2.1微生物资源的特点环境中存在着大量的微生物, 据估计, 每克土壤样品中可含有高达1000种不同的微生物[3], 这些微生物产生多种多样的活性物质(包括酶与次生代谢产物两部分) , 对人类有实用意义的抗生素—青霉素、链霉素、抓霉素、金霉素、土霉素、红霉素、新霉家、万古霉素、庆大霉素等都是从微生物中发现并开发出来的; 基因工程中各种工具酶几乎都来自多种不同的微生物[4]微生物是一类物种丰富的生物资源和基因资源,迄今为止我们所分离到的微生物主要有:真菌70000多种、细菌5000多种、放线菌3000多种。

而这些人类所知道的微生物估计仅占自然界存在的微生物不到10%,而被利用的还不到1%。

微生物具有很快的生长繁殖速度,有的细菌的时代时间仅仅20分钟,而且微生物可以再人工控制的条件下大规模培养,并且几乎不受地域、气候等条件的影响。

相比于动、植物品种遗传基因结构,微生物的基因组小得多,基因拷贝数比较少,比较容易进行基因操作,微生物改良易于操作,改造性能、提高产率相对容易。

微生物资源丰富,微生物资源的开发与利用不会导致微生物物种的减少和环境的破坏。

部分动植物资源的不合理开发利用导致物种的减少甚至灭绝,造成严重的环境的恶化和污染问题,而微生物资源的开发利用不会存在此类问题。

但我们必须注意到并引起重视的现实问题是由于环境的改变和恶化,如原始森林开发成旅游区等现象,造成的天然微生物的破坏,使得许多在该类环境中赖以生存的微生物在人类还没有认识它之前就悄悄灭绝了[1]。

微生物资源是新抗菌剂的主要来源之一,然而即使采用先进的方法, 绝大部分微生物也仍然不可培养、只能用分子指纹图谱来描述[5]。

2.2稀有放线菌目前大部分生物活性物质来自链霉菌,所以从链霉菌中发现性的活性物质的几率已经大大降低。

自20世纪50年代以来, 已从部分稀有放线菌代谢产物中得到许多已经临床应用的重要活性物质, 如红霉素B、利福霉素、庆大霉素、其它放线菌素类、安莎类、肽类、酶抑制剂等活性物质。

尽管新的种、属不断被发现, 但据估计, 目前分离到的放线菌种类, 仅为实际存在种类的0.1%~1%。

因此, 放线菌还有极其丰富多样的未知种群等待人们去发现[6]。

如日本Takahashi 等[7] 报道, 从不同的环境, 利用特殊的分离方法分离到放线菌的新种、新属,并从这些放线菌发酵产物中得到许多新结构的活性物质。

2.3海洋微生物海洋中蕴藏着巨大的微生物资源, 据估计其数量可达0.1亿~ 2亿种。

迄今为止, 人类发现的微生物大约有150多万种, 除了712万种存在于陆地外, 其余都存在于海洋之中[8]。

海洋微生物主要包括真核微生物( 真菌、藻类和原虫)、原核微生物( 海洋细菌、海洋放线菌和海洋蓝细菌等) 和无细胞生物( 病毒) [9]。

海洋微生物因其独特的生存环境, 能够产生许多陆地微生物所不能产生的活性物质, 这对最终解决威胁着人类健康的许多重大疾病,如恶性肿瘤、糖尿病、艾滋病等具有重要的意义。

海洋的面积占地球面积的71%。

海洋独特的自然条件: 高压、低营养、无光照、局部高温、高盐等, 使得海洋微生物具有特殊的代谢途径和遗传背景, 从而具有产生特殊结构和功能活性物质的能力。

据研究发现, 约27%的海洋微生物都能产生抗菌活性物质[10]; 从海洋真菌分离出的次级代谢产物70%~ 80%具有生物活性[11]。

许多海洋微生物能产生新结构的活性物质。

Koyama 等[12]从一株未鉴定的海洋真菌中得到一种新的二萜: Phomactin H; Robert等[13]从海洋来源的真菌Aspergillus carneus的代谢产物中分离到7种活性化合物, 其中5种是新化合物。

目前, 在海洋微生物及其代谢产物中发现了许多特异、新颖、结构多样、陆地微生物很少产生的活性物质, 有些物质的结构类型在陆生生物中从未发现过, 因此海洋微生物成为又一个具有巨大开发潜力的天然药物宝库[13]。

2.4极端环境微生物极端环境微生物能长期生长在高温、低温、极端高酸、高碱及高盐等极端特异环境中, 必然有其独特的基因类型、特殊的生理机制, 从而产生特殊的代谢产物。

普遍认为, 已知微生物资源的种类不过占实有种类的1% ~ 10%。

甚至有人认为不到0.1%, 极端环境的微生物资源更是知之甚少, 因此极端环境是发现未知微生物资源的理想之地[5]。

近几十年来, 极端环境微生物的研究受到广泛重视, 通过对这些极端环境条件下的微生物的研究, 发现了大量。

这些未知新种属的发现为寻找新的活性物质提供了新的资源。

随着各种技术、方法的改进和突破, 将有更多的极端微生物新物种被发现, 从而大大促进微生物药物的发展。

2.5内生菌和黏细菌自20世纪70 年代从短叶红豆杉树皮中分离出具有抗癌活性的化合物紫杉醇( 世界上第一个年销售额超过10亿美元以上抗肿瘤药物[14]) 以来, 内生真菌的分离及其代谢产物的研究普遍受到重视。

内生真菌的代谢产物普遍具有一定的抗菌作用。

而据估计植物内生真菌总数超过100 万种, 因此内生真菌资源极其丰富, 是新型药物的一个重要来源。

目前除紫杉醇外, 从内生真菌中已分离到多种其他活性物质。

如: 从P.microspora 分离到的抗真菌剂ambuic acid[15] ; 从T. wilfordii中分离到的免疫抑制剂Subglutinols A 和B[16]; 从C.quercina 分离到的肽类抗真菌剂cryptocandin, 已被几家公司开发为治疗真菌引起的皮肤和指( 趾) 甲病制剂[14]。

除内生真菌外, 内生放线菌的研究也引起了研究者的极大兴趣, 我国云南大学微生物研究所已率先进行了这方面的研究工作, 目前工作进展顺利, 相信这将为我国微生物药物开发出新的重要资源[2]。

粘细菌在最近20多年中作为具有生物活性的天然产物的生产者, 越来越受到重视, 因其能产生各种有生物活性的新天然产物[17]。

如由粘细菌纤维堆囊菌产生的聚酮类化合物埃波霉素( epothilone) , 有很好的抗微管解聚作用, 有望成为继紫杉醇之后的抗肿瘤药物, 目前这类化合物已在美国进行Ⅱ期临床试验;Kundim 等[18]从粘细菌Cystobacter fuscus中分离到3种具有抗真菌活性的多烯酰胺类新物质。

由于粘细菌来源的化合物只占微生物来源化合物总数的5%,因此它将成为越来越重要的天然小分子的产生者[17]。

3.微生物资源的开发与利用3.1目的菌株的获得微生物资源开发与利用的核心问题就是千方百计地尽早找到所需的目的微生物,这是微生物开发利用成败的关键。

生物工程的主体或核心部分是微生物工程,而微生物工程的核心是性能优良、高效的微生物菌株,再好的设想没有微生物这一主体也难以实现。

因此,目的菌株的获得是微生物资源开发利用的第一步,也是最关键的一步。

获得目的菌株的主要渠道包括:向菌种保藏机构购买、自行分离获得目的菌。

目前国内外设立了许多微生物菌株的保藏机构,根据自己的开发意图,可以向有关菌株保藏机构购买实验菌株。

自行分离寻找新的微生物是一项艰苦、细致的工作,建立准确、快速、简便的筛选模型,尽早淘汰非目的菌,加速筛选进程是微生物资源与利用的关键一步,筛选模型设计是微生物资源开发最活跃的领域,也是体现微生物工作者专业知识、实验技能以及头脑灵活性的一项工作,简便、有效的筛选方法,可以大大提高筛选获得目的微生物的几率。

在筛选目的微生物的过程中,要注意一菌多筛问题,这不仅增加了菌种的利用率和入选率,更重要的是有可能找到用途更大的非目的菌。

同时,要注重高通量筛选(High throughput screening)、组合生化(Combinatorial Biochemistry)等新技术的使用,可以有效地提高工作效率和降低成本。

[1]3.2知识产权的保护微生物资源开发与利用是竞争很激烈的领域,研究方案以及工作进展都是应该严格保密的内容,同时微生物资源开发包含重大的经济利益,也包含重大的投入和风险,为了保护自己的知识产权,在做好保密工作的同时,把握好申请专利的时机,及时申请专利是非常有必要的。

3.3目的菌种的改良微生物资源的开发与利用在某种意义上讲是微生物天然功能在人工控制条件下,按照人的意志的重演和高效表达。

通常获得的菌种目的物的产率都比较低,或者菌株的工艺性状有缺陷,如生长慢、斜面菌种的孢子少等等,需要对菌种进行改良。

菌种改良的方法主要有传统的随机诱变法和基因工程手段等。

传统的随机诱变法使菌种在理化因素处理以后发生基因突变,存优去劣,这是目前普遍采用的方法。

尽管这种方法与基因工程技术相比存在很大的盲目性、工作量大等不足,但其容易实施,易见成效,目前对于工业微生物菌株改造而言,仍然是最有效的方法,当前发酵工业使用的优良的微生物菌株多数仍然是通过随机诱变手段获得的。

另一种菌种的改良途径就是基因工程技术的应用,通过研究目的物基因的结构及基因调空、表达方式,进行基因重组,使之高效表达,达到改良菌种提高目的物产量的目的,基因工程技术育种更具有目的性。

人们所以重视基因工程技术是因为它可以像工程设计一样,在基因水平上采用与工程设计十分类似的方法按照人类的需要进行设计,按设计方案创建出具有某种新的性状的微生物菌株,并能使之稳定地遗传给后代。

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