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真菌界的新星,让人又爱又恨的篮状菌 [复制链接]

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在自然生态系统中,真菌是多样性最为丰富的生物类群之一,全球真菌估计总数为多万种,迄今为止科学家们只发现了其中14.4万种,像木霉、青霉、酵母菌等,都是大众所比较熟悉的。由于真菌的多样性和丰富度,以及它们在生态系统和人类相关活动中发挥的重要作用,促使科学家们仍孜孜不倦发掘更多的新物种,今天就给大家介绍其中一种“新星”——篮状菌。

一、“熟悉的陌生人”

篮状菌(Talaromyce),可以说是“熟悉的陌生人”,因为它最初属于青霉属的有性型属,对的你没看错,真菌也是有生活史的,无性阶段叫做青霉,有性阶段叫做篮状菌。后来由于命名规则的改变和基因鉴定的发展和更新,篮状菌属成为了一个独立的类群。

篮状菌属的历史悠久,年Benjamind首次发现并命名了这个属,叫做Talaromyces,是由talaros和myces两个词根组成。myces的含义为真菌,而希腊语talaros的英语词义为basket,即篮子。那为什么用到“篮子”这个词呢?原来它的有性繁殖结构是柔软的子囊果,可以想象是菌丝上结满了成熟的“果实”,子囊果表面缠绕着一层紧密交织的菌丝,与篮网非常接近,因此被称为“篮状菌”。

左:篮状菌形态

图源:网络

年,国际著名的真菌学家RobertA.Samson教授等人根据基因鉴定以及国际命名法规的优先级原则,重新界定了篮状菌属。在随后的几年里,随着真菌分类学的发展和研究范围的扩展,篮状菌属中的物种数量迅速增长。我国学者也在篮状菌属的世界性研究中做出了重大的贡献。由于篮状菌属看起来和青霉属长得差不多,专业的真菌学家才能从蛛丝马迹中找到它们的差别。

傻傻分不清的篮状菌和青霉,你能找到它们的差别么?

左:篮状菌形态右:青霉菌形态

图源:慕恩生物

二、神通广大的篮状菌

在国外,篮状菌属的物种有广阔的应用领域,在工业上常被用来生产酶,色素等,*色篮状菌(Talaromycesflavus)作为生物防治的微生物可以追溯到年(Maroisetal.)。只不过以前篮状菌经常被误认为青霉,因此许多功劳被记在了青霉的头上,大家对篮状菌也还比较陌生。篮状菌属中还有一个大名鼎鼎的坏分子——马尔尼菲篮状菌/马尔尼菲青霉,它是一种条件致病菌。

三、致病性

马尔尼菲篮状菌(Talaromycesmarneffei)是一种严重的深部致病真菌,目前在医学界的热度力非常高。它是一种罕见的双态真菌,在25-28℃时为菌丝态(传播相),37℃时为酵母态(致病相)。竹鼠是它的自然宿主,广西银杏竹鼠的带菌率高达96%。马尔尼菲篮状菌病多见于免疫缺陷或免疫功能抑制者,是东南亚国家及我国南方地区HIV感染者最常见的一种侵袭性真菌病。

马尔尼菲篮状菌侵入人体后,首先被单核-巨噬细胞吞噬并在巨噬细胞内增殖,并通过网状内皮系统播散。近20年来,随着免疫抑制剂的广泛应用、器官移植、艾滋病等所导致的免疫缺陷宿主不断增多,马尔尼菲篮状菌病也日渐增多。但是由于没有特异性临床特征,误诊率高,同时伴随多种并发症,且缺乏高效治疗药物,以致死亡率很高。

马尔尼菲篮状菌

图源:网络

虽然马尔尼菲篮状菌的致病性令人生畏,但是科学研究发现,它是少数具有条件致病性的篮状菌,大部分的篮状菌是分布在土壤和植物中的,并不能在37℃生长,而且能被我们用来抗癌,拮抗病原菌、降解木质纤维素、生产天然着色剂等。

四、抗癌

有研究表明,从海洋来源的篮状菌属的一些菌株提取物中分离到的化合物具有抗癌、抗氧化和抗菌活性。年报道了五种新的蒽醌衍生物从海洋红藻内生真菌Talaromycesislandicus中提取出来。年,研究人员从海洋褐藻中分离到的真菌Talaromycespurpureogenus,其培养提取物具有抗增殖和抗氧化活性。

还有一些篮状菌通过产酶的方式助力抗癌新药开发。Talaromycespinophilus能产生β-葡萄糖醛酸酶,这个酶可以特异性地将甘草甜素转化为单葡萄糖醛酸甘草次酸(GAMG)。部分外国学者已经对GAMG的抗炎、抗过敏、抗癌等生理活性进行过一系列的实验研究,并对其抗癌功效的作用机制进行了初步的探索,证实了18α-GAMG和18β-GAMG都有较强的抗癌作用。因此,开发GAMG作为一种高效新药具有广阔的应用前景。

还有筛选来自沃特曼菌篮状菌(Talaromyceswortmannii)的新型阿魏酸酯酶,以开发有效且可持续的阿魏酸酯衍生物。阿魏酸具有抗血小板聚集、抗氧化、抗自由基、抗菌消炎、抗肿瘤、抗突变、增强免疫功能等多方面的生物活性。研究人员现已设计并合成了阿魏酸盐类修饰物及酯类、醚类、酰胺类等衍生物,并通过药效筛选发现了一些生物活性强于阿魏酸的化合物。

五、拮抗病原菌

篮状菌除了能帮助人类对抗疾病,还能帮助植物对抗病原菌。有学者从韩国完全开裂的人参种皮上分离到*色篮状菌(Talaromycesflavus),发现其对植物真菌病原菌如人参锈腐病菌,尖孢镰刀菌,人参立枯病菌,人参灰霉病菌等都有拮抗作用。

人参锈腐病(左)与人参灰霉病(右)

图源:网络

Talaromycesflavus能产几丁质酶,从而能抑制*萎病菌、核盘菌和立枯病菌的细胞壁生成,并且还能抑制链格孢菌、镰刀菌和稻瘟病菌的孢子萌发和菌丝伸长。不仅如此,它还能有效打破人参种子的休眠,促进人参种皮的开裂和种子的萌发,进而提高人参种子的萌发率。篮状菌新物种的开发给生物防治带来了有力后备*。

六、降解木质纤维素

我国农业废弃物产生量巨大,其中存在着大量的木质纤维素亟待人们去开发利用,木质素经微生物降解后不仅可以用于造纸,生产饲料,还可以用于食品发酵等等。篮状菌Talaromycesborbonicus能合成降解木质纤维素的酶,与化学水解木质纤维素相比,微生物处理的方法能耗更低,反应条件温和,对环境没有污染。

图源:网络

七、天然着色剂

色素是影响食品感官性状的重要因素之一,颜色鲜艳的食品更能受到消费者的青睐。随着国民生活水平的提高,回归大自然、食用全天然原料的食品成为主流,国内食品制造业对天然食用色素的需求不断增长,这就需要去发掘一些能够产生可安全食用色素的微生物了。

年,由丹麦著名真菌化学家JensC.Frisvad教授等发现的篮状菌新种Talaromycesatroroseus能够分泌大量的红曲红色素,并且不产生任何已知的真菌*素。这无疑为天然食用色素的供给提供了新选择,同时也将开辟天然色素在医药、日化等方面更广阔的应用领域。

图源:网络

篮状菌如同一颗冉冉升起的新星,其未开发的力量影响着人类生活的方方面面,而我们对它的了解仅仅还是冰山一角。新物种的发掘,犹如一把金钥匙,帮助我们开启这个潜藏宝库之门。

八、慕恩生物再次发现篮状菌新物种

继年慕恩生物采用独有的Eco-culturomics培养组学技术从土壤中获得3个篮状菌属的新物种后,年7月,慕恩生物联合荷兰微生物菌种保藏中心CBS、国际微生物学联盟会(IUMS)秘书长,著名的真菌学家RobertA.Samson教授,丹麦著名真菌化学家JensC.Frisvad教授,中国普通微生物菌种保藏中心CGMCC,中国农科院菌种保藏中心(CAAS),以及诺维信中国发表了5个篮状菌新物种。(原文:DOI:10./mycokeys.68.)。

慕恩生物依托国际领先的培养组学技术,在微生物资源的舞台上持续发力,目前拥有多样性极高的微生物菌库(环境真菌,细菌,肠道厌氧菌等12万余株),受到国际顶尖学者的认可与支持,我们将继续秉承着“以微生物创造美好未来”的愿景,为中国微生物产业化的腾飞插上科技创新的翅膀。

图源:慕恩生物

1、陈杏春,屈平华.Talaromyces应译为篮状菌..中国科技术语.

2、王浩迪,唐小平,李凌华.HIV阴性人群马尔尼菲篮状菌病研究进展..国际流行病学传染病学杂志.

3、YilmazN,VisagieCM,HoubrakenJ,FrisvadJC,SamsonRA,.PolyphasictaxonomyofthegenusTalaromyces.StudiesinMycology,78:-.

4、SunBD,ChenAJ,HoubrakenJ,FrisvadJC,WuWP,WeiHL,ZhouYG,JiangXZ,SamsonRA,.NewsectionandspeciesinTalaromyces.MycoKeys,68:75-.

5、LiHL,LiXM,LiX,etal..Antioxidanthydroanthraquinonesfromthemarinealgal-derivedendophyticfungusTalaromycesislandicusEN-.JournalofNaturalProducts.80(1):-.

6、MadhureeK,SidharthaT,AnkurS,etal..Antiproliferativeandantioxidativebioactive

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