海绵由于其独特的通过过滤海水获得营养的方式使其成为海洋微生物非常好的宿主(一只海绵一天可以过滤几吨的海水),一些海水微生物在海绵体内躲过消化存活下来成为共生微生物,同时,一些微生物可以通过垂直遗传给后代。富微生物的海绵体内的微生物可以达到海绵体积的40%。种类包括细菌、放线菌、古菌、真菌、蓝细菌,还有海绵独有的一些微生物。海绵共生微生物在海绵宿主的化学防御、营养转化、污染降解、能量转化等过程中起着非常重要的作用。
图1 海绵管状结构及其过滤海水系统 图2 海绵是海洋天然产物最主要的来源 图3 海绵体内的微生物 图4 海绵共生细菌在海绵宿主化学防御中的作用 海绵是目前发现海洋天然产物最丰富的海洋生物,几乎占到总量的1/3-1/2。越来越多研究表明,这些分离自海绵的天然产物的真正制造者(或参与制造者)是其体内共生的微生物,开展海绵共生微生物研究有望解决海绵天然产物的产生之谜,并有望解决海绵药源物质限制的瓶颈问题。因此,海绵共生微生物研究现已经成为国际上海洋微生物和海洋天然产物研究的热点领域。 图5 一些来自海绵共生微生物的天然产物 |