培菌白蚁在巢内专一性培养担子菌(鸡枞菌)形成菌圃，并将培养的菌圃作为其主要的食物来源。培菌白蚁体外与特定真菌共生，体内与细菌等多种肠道微生物共生，构成了白蚁-体外真菌-肠道微生物三边共生关系。健康的菌圃常受到炭角菌的威胁，并且白蚁也可能被土壤中的昆虫病原菌(金龟子绿僵菌和球孢白僵菌)感染，其独特的生活习性可能使其孕育了独特的代谢产物来抵御菌圃拮抗菌和昆虫病原菌的感染。
　　黄翅大白蚁(Macrotermes barneyi)是大白蚁亚科的培菌白蚁，广泛分布于中国南方地区。前期我们课题组分析了黄翅大白蚁肠道菌群的多样性，从其肠道菌群中鉴定到少量的放线菌，而放线菌作为天然产物主要产生者，可能产生了活性代谢产物帮助白蚁抵御病原菌的感染。因此，我们选用黄翅大白蚁作为研究材料，从肠道放线菌的次级代谢产物的角度着手开展了相关研究。从其工蚁和兵蚁肠道分离放线菌，并分析鉴定了放线菌产生的抗真菌化合物。具体如下:
　　黄翅大白蚁肠道放线菌分离鉴定和抗真菌活性分析
　　本研究使用6种选择性培养基从工蚁和兵蚁肠道中共分离获得83株放线菌，16SrRNA序列分析表明这些放线菌分别属于8个属，其中60株属于链霉菌属，11株属于北里孢菌属，其余放线菌分别属于拟无枝酸菌属，小单孢菌属，纤维菌属，疣孢菌属，原小单孢菌属和束村氏菌属。另外，鉴定到一株新的稀有放线菌大白蚁拟无枝酸菌AmycolatopsismacrotermitisGM8。
　　利用放线菌-炭角菌平板对峙法筛选获得44株对炭角菌具有中等至强抑菌活性的放线菌。在此基础上，对其中21株具有强抑菌活性的放线菌(链霉菌和北里孢菌)进行进一步的活性代谢产物分析，从10株链霉菌活性代谢物中鉴定到4种典型的多烯化合物，包括环型四烯、环型五烯、环型和线型七烯化合物。推测这些多烯化合物参与了对炭角菌的抑菌作用。另外，研究发现炭角菌粗提物抑制3株产多烯链霉菌(HF10、GS7和GF20)的生长。因此，链霉菌-炭角菌之间存在相互拮抗的作用。
　　链霉菌HF10产生的抗真菌五烯化合物的分离纯化与结构解析
　　利用大孔树脂吸附提取链霉菌HF10的活性代谢物，活性代谢物依次经过中压液相色谱RP18柱，葡聚糖凝胶柱SephadexLH-20和半制备高效液相并结合活性追踪法进行活性化合物的分离纯化，最终得到两个五烯大环内酯类化合物。通过化合物质谱、核磁共振及生物合成基因簇分析，解析出这两个化合物的化学结构，它们为已知化合物，喷他霉素(1)和114-dihydroxyisochainin(2)。喷他霉素对炭角菌的抑菌活性比对鸡枞菌高4倍，对昆虫致病菌(金龟子绿僵菌和球孢白僵菌)的抑菌活性比对鸡枞菌高1.5倍。114-dihydroxyisochainin对炭角菌的抑菌活性比对昆虫致病菌高2倍，对鸡枞菌无明显抑菌活性。总之，喷他霉素和114-dihydroxyisochainin对炭角菌的抑菌活性最强，对鸡枞菌的抑菌活性最弱。研究结果表明这两个化合物对菌圃和白蚁有潜在的保护作用。
　　链霉菌中四烯和七烯聚酮基因的敲除和抗菌活性分析
　　以链霉菌GS7，GF20为出发菌株，利用PCR-Targeting敲除技术，成功构建了纳他霉素(四烯)和杀念菌素(七烯)聚酮基因的双交换敲除突变株GS7△PimS0和GF20△fscA，对野生菌和突变株进行了发酵培养、产物提取、HPLC检测、质谱分析和抗真菌活性测定，发现野生菌产生的四烯或七烯化合物对炭角菌比对金龟子绿僵菌的抑菌活性更强，并且突变株对炭角菌和金龟子绿僵菌的抑制活性远低于野生菌。研究结果表明链霉菌GS7和GF20产生的四烯和七烯化合物参与了对拮抗真菌的抑制作用。
　　综上所述，从黄翅大白蚁肠道分离获得83株放线菌，53％的菌株具有抑制炭角菌的活性。从10株链霉菌的活性代谢粗提物中鉴定不同类型的多烯化合物，利用分离纯化单体化合物和敲除生物合成关键基因的方法，分别研究了四烯、五烯和七烯化合物对菌圃和白蚁拮抗菌的抑菌活性。结果证明这些多烯化合物对菌圃拮抗菌的抑菌作用比对白蚁拮抗菌更强。因此，本研究表明培菌白蚁肠道来源的链霉菌产生的多烯化合物可能保护白蚁和菌圃抵御病原菌感染。总之，本研究为理解这种特殊生境的肠道放线菌的生态学意义提供了依据，也为进一步开发利用培菌白蚁肠道放线菌的活性代谢物奠定了基础。