一、背景
假單胞菌在自然界分布廣泛，種類繁多，是植物根際土壤周圍起生物防治功能的主要細菌類群。目前，世界各地對假單胞菌的應用研究有了大量的報道，涉及領域包括用于農(nóng)業(yè)生物防治、植物生長調(diào)節(jié)、環(huán)境保護和醫(yī)藥開發(fā)等，其中，在生物防治與促植物生長方面的研究最為透徹、應用最為廣泛，生物防治主要作用對象為植物病原真菌，如雪霉葉枯菌、鐮刀菌、棉花黃萎病菌、炭疽菌等。
另外，假單胞菌還可用于生物殺蟲，已分離到的具有殺蟲活性的次級代謝產(chǎn)物有oxazoles、鼠李糖脂等。假單胞菌對植物生長的促進作用主要通過其產(chǎn)生的植物生長激素。在環(huán)境保護方面，假單胞菌主要被用于化學農(nóng)藥的降解、廢水處理、油污處理等。
假單胞菌用于醫(yī)藥方面的研究已有報道，國外較早時期有從假單胞菌中分離出具有抗腫瘤活性的大環(huán)類酯類化合物OximidinesI 和II，并有利用假單胞菌外毒素與單克隆抗體結(jié)合抗腫瘤的報道；在我國，早期分離到濟南假單胞菌對腫瘤具有一定的抑制作用，從懷地黃中分離到的綠針假單胞菌對食管癌細胞具有細胞毒性。
隨著對假單胞菌的研究不斷深入，特別是全基因組測序的完成，假單胞菌的許多生物功能得到開發(fā)與利用，在農(nóng)業(yè)、環(huán)保和醫(yī)藥領域具有廣闊的應用前景，從自然界中分離新的假單胞菌是充分利用該細菌的基礎。
二、分類
目前，應用較廣泛的是Palleroni1993 根據(jù)DNA-rRNA 同源性研究提出的組群。其將假單胞菌分為20 個種59 個致病變種。事實上，該屬內(nèi)的成員包含數(shù)百種之多，十分復雜，是一個異質(zhì)性很強的屬。植物病原假單胞菌根據(jù)是否產(chǎn)生熒光色素又可分成2 大類，即熒光群和非熒光群。在植物病害中較重要的有茄青枯假單胞菌(Pseudomonassolanacearum)和丁香假單胞菌(Pseudomonassyringae)。
前者屬非熒光菌，植物青枯病是世界性分布病害，用生物因子防治青枯病取得了良好的效果；而后者則為典型的熒光菌。丁香假單胞菌的分類已經(jīng)爭論了40 多，在伯杰氏系統(tǒng)細菌學手冊(Bergey′s Manual of SystematicBacteriology)第一版中，丁香假單胞菌的分類被修正，將41 個定名的種作為丁香假單胞菌的致病變種。
1）根據(jù)與假單胞菌屬rRNA的關系確定應轉(zhuǎn)移到其它已存在的屬或新屬中的有：貝氏假單胞菌(P .beijerincki i)，甜菜假單胞菌(P .beteli)、北城假單胞菌(P .boreopol is)，氫碳酸假單胞菌(P .carboxydohydrogena)，杜氏假單胞菌(P .doudorof f i)，刺狀假單胞菌(P .echinoids)，伸長假單胞菌(P .elongata)，彎曲假單胞(P .geniculata)，格氏假單胞菌(P .glathei)，棲木假單胞菌(P .hibiscicola)，哈特假單胞(P .huttiensis)，勒氏假單胞菌(P .lemoignei)，航海假單胞菌(P .naut ica)，穿孔素假單胞菌(P .pertucinogena)，吩嗪假單胞菌(P .phenazinium)，皮克特假單胞菌(P .pictorum)，吡咯假單胞菌(P .pyrrocinia)，嗜糖假單胞菌(P .saccharophi la)和蒲桃假單胞菌(P .syzygi i)。
系統(tǒng)發(fā)育仍未確定的假單胞菌有：抗微生物假單胞(P .antimicrobica)，桔黃假單胞菌(P .aurantiaca)，產(chǎn)氮假單胞(P .azotoformans)，青紫葛假單胞菌(P .cis-sicola)，彎曲假單胞菌(P .f lectens)，黃褐假單胞菌(P .fulva)，石花菜假單胞菌(P .gelidicola)，嗜鹽假單胞菌(P .halophi la)，產(chǎn)靛假單胞菌(P .ndigofera)，懶惰假單胞菌(P .iners)，柳葉刀形假單胞菌(P .lanceolata )，臭味假單胞菌(P .mephit ica)，硝酸基還原假單胞菌(P .nit roreducens)，多刺激假單胞菌(P .sphinosa)，稻草假單胞菌(P .straminae)。
根據(jù)與假單胞菌間的DNA-DNA 同源水平很低而新建了2 個屬：金色假單胞菌(Chryseomonas)和黃色假單胞菌屬(Flav imonas)。但認為這3 個屬在次極水平上是相同的。
2）根據(jù)16S rRNA 序列的研究對假單胞菌屬分類如下：首先分成以下7 個組：P .syringae (丁香假單胞菌組)、P .chlororaphis(綠針假單胞菌組)、P .f luorescens(熒光假單胞菌組)、P .putida (惡臭假單胞菌組)、P .stut zeri(施氏假單胞菌組)、P .aeruginosa (銅綠假單胞菌組)、P .pertucinogena(穿孔素假單胞菌組)。
其中，丁香假單胞菌組包括：扁桃假單胞菌(P .amygdali)、榛色假單胞菌(P .avel lanae)、番木瓜假單胞菌(P .caricapapayae)、菊苣假單胞菌(P .cichorii)、無花果假單胞菌(P .f icuserectae)、苦楝假單胞菌(P .meliae)、薩氏假單胞菌(P .savastanoi)、丁香假單胞菌(P .syringae)、綠黃假單胞菌(P .vi ridi f lav a)。綠針假單胞菌組包括：桔黃假單胞菌(P .aurantiaca)、綠針假單胞菌(P .chlororaphis)、霉實假單胞菌(P .f ragi)、隆德假單胞菌(P .lundensis)、腐臭假單胞菌(P .taet rolens)。
熒光假單胞菌組包括：產(chǎn)氮假單胞菌(P .azotoformans)、P .cedrel la 、皺縮假單胞菌(P .corrugata)、熒光假單胞菌(P .f luorescens)、P .gessardi i 、P .libaniensis 、邊緣假單胞菌(P .marginalis)、P .migulae 、霉味假單胞菌(P .mucidolens)、P .oriental is 、羅氏假單胞菌(P .rhodesiae)、類黃假單胞菌(P .synxantha)、托氏假單胞菌(P .tolaasii)、韋龍氏假單胞菌(P .veroni i)。惡臭假單胞菌組包括：黃褐假單胞菌(P .fulva)、蒙氏假單胞菌(P .montei lii)、P .mosselii 、惡臭假單胞菌(P .put ida)。
施氏假單胞菌組包括：巴利阿里假單胞菌(P .balearica)、施氏假單胞菌(P .stut zeri)。銅綠假單胞菌組包括：病鱔假單胞菌(P .angui lliseptica)、產(chǎn)堿假單胞菌(P .alcal igenes)、香茅醇假單胞菌(P .cit ronellolis)、變黃假單胞菌(P .f lavescens)、多門薩假單胞菌(P .mendocina )、硝基還原假單胞菌(P .nitroreducens)、食油假單胞菌(P .oleovarans)、類產(chǎn)堿假單胞菌(P .pseudoalcaligenes)、食樹假單胞菌(P .resinovorans)、稻草假單胞菌(P .straminae)。
穿孔素假單胞菌組包括：脫氮假單胞菌(P .denit ri -f icans)、穿孔素假單胞菌(P .pertucinogena)。未分組的假單胞菌包括：傘菌假單胞菌(P .agarici)、P .j isseni i 、鐵角蕨假單胞菌(P .asplenii)、褐鞘假單胞菌(P .fuscovaginae)。
三、規(guī)格及用法用量
注射劑：120億個菌/2ml。胸腔內(nèi)注射：先盡量抽凈胸水后，取本品2～4ml，用10～20ml生理鹽水稀釋，注入胸腔內(nèi)，然后讓病人平臥，變換體位，使藥物與胸膜腔均勻接觸，每周重復1次，2～3次為1個療程。
四、應用
主要用于惡性腫瘤引起胸腔積液的治療。
五、藥理作用
本品為一種免疫佐劑，對免疫系統(tǒng)有促進作用，使巨噬細胞功能增強，并產(chǎn)生特異性抗體，對動物轉(zhuǎn)移瘤有明顯抑制作用，還可誘導機體產(chǎn)生干擾素及腫瘤壞死因子等。瘤體注射，可使腫瘤縮小，其機制是細菌內(nèi)毒素活化巨噬細胞而產(chǎn)生腫瘤壞死因子，此因子選擇性地使腫瘤細 胞壞死而不破壞正常組織。
六、不良反應
治療劑量對心、肝、腎功能無損害，胸腔內(nèi)給藥后可有發(fā)熱、寒顫，部分患者有胸痛，少數(shù)人有輕度胃腸道反應，如惡心、嘔吐等。對發(fā)熱38℃以上、心血管疾病(特別是冠心病)、過敏體質(zhì)、肝腎功能明顯異常者禁用，對老年、體弱者慎用。
七、其他用途
假單胞菌具有殺蟲、改善植物營養(yǎng)、降解有毒物質(zhì)、產(chǎn)生抗生素和植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)、改善植物微環(huán)境和誘導系統(tǒng)抗性等生物防治作用，其產(chǎn)品開發(fā)對象包括微生物活菌制劑、抗生素及其基因等。
1、假單胞菌防治害蟲作用
類產(chǎn)堿假單胞菌為昆蟲病原菌，對草地蝗蟲和竹蝗等具有良好的致死作用，其殺蟲作用主要靠產(chǎn)生蛋白質(zhì)。從類產(chǎn)堿假單胞菌代謝分泌物中分離到1 種殺蟲蛋白，含1 種亞基，其分子量為25100 道爾頓，等電點5.16，含17 種氨基酸(其中谷氨酸含量最高，胱氨酸含量最低)，最大吸收峰為278，在pH 值6 .0 ～ 10 及40 ℃以下殺蟲蛋白的活性穩(wěn)定，對胃蛋白酶敏感，對胰蛋白酶不敏感，不具溶血性。
對類產(chǎn)堿假單胞菌代謝所產(chǎn)生的有較強毒殺蝗蟲作用的殺蟲蛋白進行二級結(jié)構(gòu)含量研究分析表明，β 折疊含量為58 %，無規(guī)卷曲為34 %，酪氨酸殘基大部分暴露在分子表面，少部分埋藏于疏水環(huán)境中。
以熒光假單胞菌(Pseudomonas f luroscens)P303 為出發(fā)菌株，導入Baci llus thuringiensis(Bt)的殺蟲基因后，獲得遺傳工程熒光假單胞菌IPP202，而IPP202 在抑菌、定殖等有益于植物的優(yōu)良特性方面并未發(fā)生顯著變化，且在廣波長紫外線照射2h 后該工程菌的殺蟲活變化較小，田間殺蟲活性與Bt 野生菌株接近，有望解決Bt 本身存在的殺蟲蛋白多以裸露晶體形式存在而易受紫外線破壞的弱點，并發(fā)揮了P303 菌株可定殖多種植物的優(yōu)點，使其在植物上大量繁殖而起到殺蟲作用。
2、假單胞菌對植物病害的生物防治作用
1)抗生作用。抗生素吩嗪酸(PCA)和2，4-二乙酰滕黃酚(Ph1)為熒光假單胞菌2 種最典型的次生代謝產(chǎn)物，對防治由小麥全蝕病菌Gg t引起的小麥全蝕病有重要作用。已報道的由假單胞菌產(chǎn)生的吩嗪抗生素有1-羧基吩嗪和1-羥基吩嗪。硝吡咯菌素作為另1 種假單胞菌抗生素已被開發(fā)用作農(nóng)用殺真菌劑。滕黃綠膿菌素系Stipanovic 從棉苗根圍分離的熒光假單胞菌Pf-5 菌株所產(chǎn)生的抗生素，對由Pythium ultimum 與Rhizoctonia solani 引起的棉苗期猝倒病有較好保護作用。
Gut terson 等和How ie and Suslow 分別在棉花根際分離到1 株P.f luorescens，能產(chǎn)生卵霉素A 抑制Py thiumultimum 的生長。Gill and Warren 從棉花根際分離到1 株Fluorescent Pseudomonad，能產(chǎn)生假單胞桿菌素抑制P.ultimum 的生長。
Linderg 從棉花根際土壤中分離到1 株Fluorescent Pseudomonad，能產(chǎn)生環(huán)庚三烯酚酮抑制Helminthosporum cy nodont is 的生長。Dahiy a 從油菜根際土壤中分離到1 株Fluorescent Pseudomonad，能產(chǎn)生膿青素抑制Rhizoctonia solani 的生長以及另1 種具有生物防治作用的2-acetamidophenol(AAP)物質(zhì).
2)嗜鐵素。Fe3 +的運輸基本依靠高親和鐵的螯合體產(chǎn)物綠膿菌素(假單胞菌素)和水楊酸以及對金屬具低親和力的綠膿菌素螯合蛋白，這些能與Fe3 +特異性結(jié)合的化合物稱為嗜鐵素。故擁有1 種對異源嗜鐵素的受體能在根際獲得競爭優(yōu)勢。
病原微生物本身不能產(chǎn)生嗜鐵素或產(chǎn)生很少，所產(chǎn)生的嗜鐵素也被假單胞菌所利用，而假單胞菌能產(chǎn)生嗜鐵素，并且不被病原微生物所利用，這樣病原微生物由于缺Fe 而能生長繁殖。發(fā)現(xiàn)假單胞菌(Pseudomonas sp .)JKD-2 在無Fe 環(huán)境下能分泌高親和力的Fe 載體，在低Fe條件下Fe 載體的分泌量減少，而在富Fe 環(huán)境下則不能分泌，結(jié)果顯示菌株JKD-2 在無Fe 條件下分泌的Fe載體，能在低Fe 條件下抑制稻瘟病菌(Piricularia orzae)的生長。
3)細菌的競爭與定殖。微生物之間競爭包括營養(yǎng)競爭和位點競爭，假單胞菌的強競爭能力是其發(fā)揮生物防治作用的關鍵，而微生物在根圈的成功定殖才能真正發(fā)揮生物防治價值。從韭菜根內(nèi)分離出熒光假單胞菌P.f luorcescens DE1，通過拌種和拌培養(yǎng)土回接韭菜表明P.f.NKDE2 能定殖于韭菜根表、根內(nèi)和根圍。惡臭假單胞菌P.put ida P861(Gus)可在油菜根部定殖，且接種3～6d 后定殖密度達最大值，之后減少并保持穩(wěn)定水平。
4)HCN 與酶的作用。多種熒光假單胞菌生物防治菌株均能產(chǎn)生HCN，作為1 種生物殺菌劑(生物農(nóng)藥)有助于抑制煙草黑根腐病害。微生物分泌的酶對物質(zhì)進行降解，既可給植物提供營養(yǎng)，又可減少植物病害的發(fā)生。假單胞菌可產(chǎn)生包括幾丁質(zhì)酶在內(nèi)的多種酶，幾丁質(zhì)酶具分解真菌細胞壁的特性。
5) 單胞菌株B8。從土樣中分離到1 株產(chǎn)胞外殼聚糖酶能力較高的假單胞菌(Pseudomonas sp .)。從熒光假單胞菌中分離純化到單一組分的木聚糖酶。分離到1 株假單胞菌能分泌乙酰輔酶A 合成酶，利用二羧基脂肪酸合成乙酰輔酶A ?？梢娀钴S在植物根際的這些假單胞菌酶系很豐富，并通過其產(chǎn)生的酶防治植物病害和加速植物對一些有機物的利用。
6)改善植物營養(yǎng)。微生物在土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化中具有非常重要作用，包括對一些難溶性無機物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和分解有機質(zhì)為植物提供養(yǎng)分。國內(nèi)外學者已將一些假單胞菌研制成無機磷細菌肥料施于土壤，轉(zhuǎn)化難溶性無機磷，并對優(yōu)良菌株分離與有關功能機理進行了研究。
7)誘導系統(tǒng)抗性作用。一些根部定殖假單胞菌能誘導某些植物如黃瓜、煙草、擬南芥等對病毒、細菌和真菌葉部病原的系統(tǒng)抗性，其中水楊酸的積累被認為是引發(fā)植物抗病基因表達的重要因素，在P.aeruginosa中水楊酸生物合成的基因pchA 和pchB 已被克隆，各自編碼鄰-香豆酸合成酶和鄰-香豆酸-丙酮酸裂解酶，均為pchDCB 操縱子的一部分，這2 種酶在離體狀況或在原位均能催化鄰-香豆酸轉(zhuǎn)變?yōu)樗畻钏帷?br />
另外脂多糖(Lipo-polysaccharide，Lps)和嗜鐵素也是重要的誘導物質(zhì)，其誘導系統(tǒng)抗性(Induced sy stemic resistance，ISR)的可能機制為產(chǎn)生抗微生物的低分子量化學物質(zhì)，如植物保衛(wèi)素、葉面的雙萜積累、多聚物(可形成保護層)、木質(zhì)素和富含羥脯氨酸的糖蛋白；誘導一些水解酶和氧化酶類，如幾丁質(zhì)酶、β-1，3-葡聚糖酶和過氧化物酶；誘導病程相關蛋白的產(chǎn)生等。有報道表明先用熒光假單胞菌WSC417 處理康乃馨，然后再接種鐮刀萎蔫病病原菌，則明顯提高寄主植物植保素水平。
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