放線菌一種高含量的革蘭氏陽性細菌第一頁，共四十九頁，2022年，8月28日本章綱要1放線菌的一般定義2放線菌的一般特征3放線菌亞目4微球菌亞目5棒桿菌亞目6小單孢菌亞目7鏈霉菌亞目8鏈孢囊菌亞目9弗蘭克氏菌亞目10放線菌目的其他亞目第二頁，共四十九頁，2022年，8月28日1、放線菌的一般定義放線菌（antinomycetes）是一類呈菌絲狀生長、主要以孢子繁殖和陸生性強的原核生物。

從醫療的角度看，放線菌非常重要……當它們降解橡膠產品，在航空燃料中生長，產生有臭味的物質污染水源，在污水灌溉的植物上生長，形成厚厚的泡沫時，它們可能很討厭。但另一方面，它們又是大多數抗生素的生產者。

——第三頁，共四十九頁，2022年，8月28日2、放線菌的一般特征放線菌是一種原核生物，以菌落呈放射狀而得名。分布：在自然界分布很廣，主要習居于土壤之中，每克土壤中含數萬乃至數百萬個放線菌孢子。中性、偏堿性的土壤和有機質豐富的土壤中較多。土壤特有的泥腥味主要由放線菌的代謝產物引起的。第四頁，共四十九頁，2022年，8月28日

●結構：基內菌絲—長在medium內，吸收營養氣生菌絲—向medium上空伸展孢子絲—氣生菌絲分枝部分，分化的具有形成孢子作用的繁殖菌絲，放線菌的孢子常具有色素，呈白、灰等顏色，是分類的重要特征之一分生孢子鏈瓊脂表面第五頁，共四十九頁，2022年，8月28日放線菌的分支菌絲在固體基質的內部和表面都會生長，形成菌絲體。好氧的菌絲體末端會產生分生孢子，孢子的外形一般相差很大。孢子不耐高溫，但可以耐干旱，這是放線菌的一種適應方式。絕大多數的放線菌不能運動。少數能通過鞭毛孢子實現運動。不同放線菌的細胞壁組成差別非常大，可作為分類標準。可以把放線菌的細胞壁分成4大類（表3.1）其中第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型放線菌的細胞抽提物分別含有特征糖，可用于分類（表3.2）。第六頁，共四十九頁，2022年，8月28日放線菌孢子的掃描電鏡照片實例圖1形成孢子的糖多孢菌屬菌絲圖2鼠毛上的囊軸發仙菌孢子囊圖3玫瑰小雙孢菌菌絲上成對孢子圖4棘孢小單孢菌圖5多毛的鏈霉菌孢子鏈圖6世田北里孢菌的產氣孢子第七頁，共四十九頁，2022年，8月28日D-GluDL-DAP可與肽橋或其他四肽鏈中的DAP相連革蘭氏陽性菌細胞壁L-AlaD-AlaN-乙酰胞壁酸 N-葡萄糖胺 肽聚糖的相互交聯第八頁，共四十九頁，2022年，8月28日表1放線菌細胞壁類型細胞壁類型二氨基庚二酸異構體肽橋上的甘氨酸特征糖代表屬ⅠL，L+無類諾卡氏菌屬，鏈霉菌屬Ⅱ內消旋+無游動放線菌屬，小單孢菌屬等Ⅲ內消旋-無弗蘭克菌屬等Ⅳ內消旋-阿拉伯糖，半乳糖諾卡氏菌屬等第九頁，共四十九頁，2022年，8月28日表2放線菌全細胞糖模式類型糖模式類型特征糖代表屬A阿拉伯糖，半乳糖諾卡氏菌屬，紅球菌屬，糖單孢菌屬B馬杜拉糖馬杜拉放線菌屬，鏈孢囊菌屬，嗜皮菌屬C無高溫單孢菌屬，束絲放線菌屬，地嗜皮菌屬D阿拉伯糖，木糖小單孢菌屬，游動放線菌屬第十頁，共四十九頁，2022年，8月28日●菌落特征介于細菌與霉菌之間，放線菌的氣生菌絲較細，生長緩慢，菌絲分枝交錯纏繞，故菌落質地致密。菌絲長在培養基內，不易挑起。放線菌形態特征的初步觀察

培養基：高氏一號可溶性淀粉2%KNO30.1%K2HPO40.05%MgSO4.7H2O0.05%NaCl0.05%FeSO40.001%pH7.2～7.0

第十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日①

插片法觀察倒平板10-12ml，插片，將滅菌的蓋玻片以45o角度插入培養基內，插入深度為1/2-1/3②蓋片法觀察——切槽，去培養基，蓋上玻片，培養后翻身觀察接種：將菌種接種在蓋玻片與瓊脂相邊沿線，放置之28℃培養6-15天觀察：培養后菌絲體生長在培養基及蓋玻片上，小心用攝子將蓋玻片取出，擦去較差一面的菌絲體，放在載玻片上（菌絲體覆蓋在載玻片上），于顯微鏡觀察。第十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日

作用：1)

產抗生素（4000種以上）2)胞外酶，如：蛋白酶、葡糖異構酶（游動放線菌）3)甾體轉化，環保，氰化物降解第十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日

2.抗菌譜測定供試菌：a.枯草桿菌（G+Rod）

b.金黃色葡萄球菌（G+Cocci）

E.coli（G-腸道細菌）

c.白色念珠菌（代表酵母型）

d.分枝桿菌（代表結核桿菌）

e.青霉、曲霉（絲狀真菌）①瓊脂塊測定法：培養后的放線菌，用打孔器切成一定體積的瓊脂塊，移到供試菌（剛接種）平皿上，觀察抑菌圈。②濾紙片法（或杯碟法）：將濾紙片浸入受試發酵液中，直接放入平板或牛浸小杯，觀察抑菌圈。第十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日

放線菌的分類

1.放線菌科Actinomyces

屬3.雙歧桿菌Bifidobacterium2.分枝桿菌科Mycobacteriaceao分枝桿菌屬Mycobacterium3.弗蘭克氏菌Frankiaceae4.游動放線菌科Actinoplanaceae5.嗜皮菌科Dermatophilaceae6.諾卡氏菌科Nocardiaceae諾卡氏菌Nocardia

假諾卡氏菌Pseudonocardia7.鏈霉菌科Streptomycetaceae鏈霉菌屬Streptomyces8.小單孢菌科Micromonospora第十五頁，共四十九頁，2022年，8月28日放線菌具有良好菌絲體有分枝，無橫隔，不斷裂一般無氣生菌絲無氣生菌絲，基內菌絲無橫隔，不斷裂孢子絲多樣，直波、曲、螺旋，呈現多種顏色孢子絲盤卷形成孢囊，內有孢囊孢子基內菌絲有橫隔，能斷裂成桿狀和球狀孢子孢子單個著生于短梗頂端鏈霉菌屬孢囊鏈霉菌屬諾卡氏菌屬小單孢菌屬常用放線菌的簡捷分類第十六頁，共四十九頁，2022年，8月28日3放線菌亞目這個亞目多數屬為外形不規則，不產芽孢，好氧或兼性的革蘭氏陽性桿菌（11個屬為厭氧）。包括放線菌屬，隱秘桿菌屬，動彎桿菌屬等。放線菌屬的細菌為直或微彎的桿菌，形狀變化很大有真正分支的纖細菌絲。（見左圖）放線菌屬為兼性或嚴格厭氧，生長良好時需要CO2。圖1內氏放線菌（×1000）圖2放線菌屬掃描電鏡照片（×18000）第十七頁，共四十九頁，2022年，8月28日多為致病菌，無氣生菌絲，基內菌絲無隔膜，不斷裂放線菌屬的各個種一般在人類和其他溫血動物的粘膜表面生活，口腔就是個很好的環境。牛放線菌(A.bovis)導致牛的放線菌頸腫病，放線菌屬是人類放線菌病，眼睛感染和周期性疾病的病因。其中最重要的人類致病菌是衣氏放線菌(A.israelii)第十八頁，共四十九頁，2022年，8月28日4微球菌亞目微球菌亞目有10個科和許多屬，最著名的是微球菌屬、節桿菌屬和嗜皮菌屬。微球菌屬包括好氧的，過氧化氫酶陽性的球菌，主要以成對，四體或不規則簇狀存在。多不能運動（見左圖）。節桿菌屬包括好氧的，過氧化氫酶陽性，營呼吸代謝的桿菌，肽聚糖中含賴氨酸，它最特別之處是桿菌-球菌的生長循環（圖例）。嗜皮菌屬形成有簇生鞭毛的孢子的孢子囊，兼性厭氧，可寄生于哺乳動物。圖1微球菌屬。藤黃微球菌甲基藍染色（×1000）第十九頁，共四十九頁，2022年，8月28日節桿菌（Arthrobacter）處于對數生長期呈不規則、分支的桿狀，通過斷裂繁殖。進入穩定期后，細胞變為球狀。轉移到新鮮培養基后，球狀又形成有活力的桿狀細胞。它們能耐受貧瘠和干旱的環境，對營養的要求很靈活，甚至能降解一些殺蟲劑和除草劑，對復雜的有機分子的礦化也很重要。第二十頁，共四十九頁，2022年，8月28日節桿菌屬桿菌-球菌生長循環

圖a培養6h球菌長出桿菌圖b12h后的桿菌圖c24h后的細菌

圖d3天后達到穩定期的細胞第二十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日5棒桿菌亞目本目最重要的3個屬為棒桿菌屬，分支桿菌屬和諾卡氏菌屬。棒桿菌屬包括好氧或兼性，過氧化氫酶陽性，直或微彎的桿菌，末端常尖。成團或成串存在（圖1）。分支桿菌屬為微彎或直的桿菌，有時分支或形成菌絲（圖2）。圖1白喉棒桿菌圖2麻風分支桿菌耐酸性染色第二十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日Nocardia：基內菌絲內有隔膜，并可斷裂成桿狀或球桿狀。一般無氣生菌絲，以橫隔分裂方式形成孢子。產利福霉素，慶大霉素，可用于石油脫蠟、烴類發酵等。能降解許多分子，如石油烴，清潔劑，苯，多氯化聯二苯，以及許多殺蟲劑。KCNHCONH2HCOOH+NH3CH2=CH-CNCH2=CH–CONH2

CH2=CH–COOH丙烯腈丙烯酰胺污水處理腈水合酶酰胺水解酶丙烯酸第二十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日

建成年產2000噸裝置；腈水合酶活力高，達1000萬單位每毫升發酵液；轉化率高，99%以上；產物分離提取簡便，產品純度99.8%以上。面向重要精細化學品和功能手性化合物的大規模生產，通過路線變更，建立了節能、減排、降耗的新型工藝路線，基礎研究向應用研究有效延伸生物催化生產煙酰胺、羥基乙酸和(S)-2,2-二甲基環丙烷甲酰胺的工藝路線第二十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日

率先實現羥基乙酸的生物法生產；建成年產150噸工業裝置；腈水解酶活力達到10萬單位以上；轉化率高，99%以上；腈水合酶/酰胺酶雙菌雙酶耦聯法生產西司他丁關鍵中間體2,2-二甲基環丙甲酰胺第二十五頁，共四十九頁，2022年，8月28日一株腈水合酶生產菌諾卡氏菌培養過程中的鏡檢照片第二十六頁，共四十九頁，2022年，8月28日×6150倍

發育初期有明顯的分枝菌絲，13h后開始斷裂，20h后呈大小整齊的短桿狀，呈鏈條堆狀排列，48h菌體大小為1.14×1.76μm.

在營養瓊脂平板上，菌落隆起，無氣生菌絲，呈不規則圓形，表面光滑，有光澤，呈粉紅色至桔紅色。第二十七頁，共四十九頁，2022年，8月28日6小單孢菌亞目它們的菌絲往往有各種顏色，能產生不同的色素。它們沒有氣生菌絲或氣生菌絲不發達。菌絲末端生長出孢子囊，分生孢子在孢子囊內形成。孢子有能運動的，也有不能運動的。小單孢菌屬可以產生抗生素如慶大霉素。圖1成熟的游動放線菌孢子囊的掃描電鏡照片第二十八頁，共四十九頁，2022年，8月28日小單孢菌科（Micromonosporaceae）是放線菌目的1科。生物學特征：基內菌絲形成單個孢子。通常無氣生菌絲。

小單孢菌屬：基因菌絲發育良好，形成致密小菌落，直徑約3毫米；菌絲纖細，直徑0.2～0.8微米，無鞘,有分枝，不斷裂；一般無氣生菌絲；孢子單個生在基內菌絲上，時常在基絲表面形成褐黑色孢子層，孢子表面光滑、粗糙或有突起;菌落黃橙或橙紅,也有的為絳紅、褐色或綠藍等色；細胞壁化學組分Ⅱ型，即以內消旋二氨基庚二酸和甘氨酸為特征性組份，有時還有少量左旋或羥基二氨基庚二酸；含有阿拉伯糖和木糖；DNA中的G+C克分子含量為71.4～72.8％。

本屬菌喜潮濕，常見于湖、河的水和泥中，能夠分解一些不易分解的有機質，如纖維素、幾丁質、木聚糖等。產生多種抗生素，特別是氨基糖苷類，如對綠膿桿菌有特效的慶大霉素等。代表種為青銅小單孢菌。

放線單孢菌屬：基內菌絲上的長柄頂端形成單個大孢子，直徑2.5～3.0微米，無氣生菌絲。至今只記述葡萄牙放線多孢菌1種。第二十九頁，共四十九頁，2022年，8月28日第三十頁，共四十九頁，2022年，8月28日7丙酸桿菌亞目（Propionibacterineae)多形的不能運動桿菌，常為一端尖，一端圓的棒狀。細胞可為球形或分支。兼性厭氧或好氧，利用乳酸鹽和糖產生大量丙酸和二氧化碳。在動物的皮膚和消化道，乳制品如乳酪中生長有丙酸桿菌屬（Propionbacterium）細菌，它們對瑞士乳酪的生產很有意義。第三十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日瑞士乳酪含有丙酸桿菌發酵產生的CO2空洞第三十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日困難與希望共存的丙酸發酵第三十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日第三十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日第三十五頁，共四十九頁，2022年，8月28日8鏈霉菌亞目本目有1個科3個屬，其中最重要的是鏈霉菌屬。鏈霉菌屬是一個大屬，有大約500個種。嚴格好氧，Ⅰ型細胞壁。它們的氣生菌絲在一個平面上分支，形成3-50或更多的不能運動的分生孢子短鏈，其孢子表面有光滑的，多刺的，及多疣的。鏈霉菌對生態和醫藥都很重要。在礦化作用中起著很重要的作用。鏈霉菌最著名的特征是它們能合成各種抗生素，其中一些被用于醫藥和生物學研究，如兩性霉素B，氯霉素，紅霉素，新霉素，制霉菌素，鏈霉素，四環素等。圖1雪白鏈霉菌的光滑孢子圖2美好鏈霉菌多疣的孢子第三十六頁，共四十九頁，2022年，8月28日Streptomyces：生長在含水量低，通氣好的土壤中。有良好的分枝狀菌絲體，菌絲無隔膜。已知該菌屬有1000多種。S.griseus

灰色鏈霉菌

S.rimosus

龜裂鏈霉菌第三十七頁，共四十九頁，2022年，8月28日圖3綠色產色鏈霉菌的多刺孢子圖4松果鏈霉菌孢子鏈的光學顯微鏡照片圖6產鏈霉素的灰色鏈霉菌圖5瘡痂病鏈霉菌生長在馬鈴薯上的一種放線菌第三十八頁，共四十九頁，2022年，8月28日9鏈孢囊菌亞目本亞目包括3個科14個屬。《伯杰氏手冊》第一版中它們位于第30組（馬杜拉菌）和第31組（高溫單孢菌相關屬）馬杜拉放線菌屬是與致病性放線菌有關的一類放線菌。高溫單孢菌屬在氣生菌絲，或氣生菌絲和基質菌絲上產生單個孢子。圖1馬杜拉放線菌電鏡照片圖2白色鏈孢囊菌的電鏡照片第三十九頁，共四十九頁，2022年，8月28日孢囊鏈霉菌屬：由氣生菌絲的孢子絲盤卷成孢子囊。如：粉紅孢囊鏈霉菌（Streptosporangiumroseum）產生多霉素（polycin）抗G+、G-、病毒、腫瘤第四十頁，共四十九頁，2022年，8月28日10弗蘭克氏菌亞目弗蘭克氏菌屬能形成不能運動的孢囊孢子。在菌絲斷裂時，會釋放出成群的孢子。弗蘭克氏菌在至少8個科的高等非豆科植物的根系中共生，能固氮，微需氧（赤楊這樣的植物能在缺氧的環境下生長與此有關)。魚孢菌屬是最奇特的一類放線菌。它缺乏基質菌絲體，菌絲通過附著器與基質相連，并向上生長形成氣生菌絲體，在有水時釋放出可運動的有鞭毛的分生孢子。圖1被菌絲包裹的一個孢子囊的掃描電鏡照片第四十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日紅枝榿木的一個根瘤，細胞被弗蘭克氏菌的小囊所充滿第四十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日11雙歧桿菌

（Bifidobacteriales)雙歧雙歧桿（B.bifidus）是人類腸道的最早入住者，尤其是哺乳期的新生兒。1500倍雙歧桿菌改良的乳制品第四十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日相關生物有棒狀桿菌類群和丙酸細菌科棒桿菌屬Corynebacterium

節桿菌屬Arthrobacter

丙酸桿菌

Propionbacterium△形態性狀差別非常大，同一菌種表現多態性。重要工業菌種：北京棒桿菌（Coryn.pekinense)

谷氨酸棒桿菌(Coryn.Glutamicus)

黃色短桿菌(Brevibacterium