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综述:解码链霉菌属基因组潜力促进可持续环境与工业发展
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月28日 来源:South African Journal of Botany 2.7
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这篇综述系统阐述了链霉菌(Streptomyces)在农业、环境修复及工业生物技术中的多维度应用。通过基因组学(Genomics)、转录组学(Transcriptomics)等OMICS技术解析其生物合成基因簇(BGCs),揭示了该菌产生抗菌剂、胞外酶(如纤维素酶、木聚糖酶)及生物活性代谢物的分子机制,并探讨其在生物修复(Bioremediation)、生物肥料(Biofertilizers)和绿色工业催化中的潜力,为可持续发展目标(SDGs)提供微生物解决方案。
链霉菌属的多维应用潜力
Role of Streptomyces as a plant growth promoter
链霉菌通过根际化学趋化形成植物-微生物互作网络,其直接促生机制包括矿物溶解(如磷酸盐)、合成植物激素(如生长素),间接作用则通过分泌几丁质酶(Chitinases)等抗菌代谢物抑制病原体。研究发现,链霉菌CMSTAAHL-4从红树林沉积物中产生的烷烃类代谢物可拮抗金黄色葡萄球菌(S. aureus)等病原体,而菌株JCK-8055通过上调苹果PR基因赋予宿主对火疫病病原体(Erwinia amylovora)的抗性。
Streptomyces in food industry
食品工业中链霉菌产生的淀粉酶(Amylases)和脂肪酶(Lipases, EC 3.1.1.3)可替代溴酸钾等有害添加剂,其催化酯化/氨解反应的能力被用于开发低毒烘焙工艺。菌株M145利用花卉废弃物合成酚酸衍生物,凸显其在食品原料升级循环中的价值。
OMICS approaches to decode significance of Streptomyces
基因组挖掘揭示链霉菌含大量次级代谢物BGCs,如调控基因SARPs(Streptomyces antibiotic regulatory proteins)。转录组与代谢组联合分析发现,菌株JD211通过上调nosZ和hcp基因减少土壤N2O排放,而菌株LM01的atzABC基因簇介导除草剂阿特拉津降解。
Conclusion and future perspectives
链霉菌作为“微生物工厂”,其合成的生物燃料前体(如三酰甘油酯)和酶制剂(纤维素酶/木聚糖酶)推动绿色工业转型。未来需结合合成生物学优化代谢通路,并探索其在地球化学循环中的生态位协同机制。
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