放线菌是一大类形态极为多样（杆状到丝状）、多数呈丝状生长的原核微生物。它的细胞构造、细胞壁的化学成分和对噬菌体的敏感性与细菌相同，革兰氏染色阳性，放线菌实际上是细菌家族中的一员，但在菌丝的形成和以外生孢子繁殖等方面则类似于丝状真菌，因菌落呈放射状而得名。

放线菌大多数为腐生菌，少数为寄生菌。它在自然界中分布极广，主要习居于土壤之中。每克土壤中含有数万乃至数百万个放线菌的孢子，一般在中性或偏碱性的土壤中较多。土壤特有的腥味主要是由放线菌所产生的代谢产物引起的。　　

  放线菌是产生抗生素的主要微生物。据不完全统计，到目前为止，已筛选出抗生素达9000种以上，每年还新增百余种。其中放线菌产生的抗生素占多数，而链霉菌产的抗生素又占放线菌总数的80％。

1.1.2.1形态结构

链霉菌属是放线菌中种类最多、分布最广、形态特征最典型的类群。另外，常见放线菌还有诺卡氏菌、小单孢菌等。

（1）链霉菌形态构造

以链霉菌为代表，放线菌菌体多呈丝状，称做菌丝，菌丝直径与细菌相似，小于1微米。菌丝细胞的结构与细菌基本相同,由细胞壁、细胞膜、细胞质、拟核四部分组成。细胞壁富含肽聚糖，革兰氏染色为阳性。细胞质大部分为均质的胞浆及核糖体和一些颗粒物质，除核糖体外没有其它细胞器。拟核内含裸露的核DNA。放线菌的菌丝为细长、多分枝的长管，管内没有横隔，多分枝的菌丝长管是相互贯通的，管内有多条裸露的核DNA（拟核）。因此，放线菌虽然菌丝多分枝、发达，但实为单细胞生物。

（2）菌丝组成

根据菌丝形态和功能的不同，放线菌菌丝可分为：基内菌丝、气生菌丝、孢子丝。

①基内菌丝

链霉菌的基内菌丝匍匐生长于营养基质表面或伸向基质内部，一般无横隔膜，直径0.2～1.2μm，分枝繁茂，它们象植物的根一样，具有吸收水分和养分的功能。基内菌丝无色或产生水溶性/脂溶性色素而呈现黄、绿、橙、红、紫、蓝、褐、黑等各种颜色，把培养基染成各种美丽的颜色。放线菌中多数种类的基内菌丝无隔膜，不断裂，如链霉菌属和小单孢菌属等；但有一类放线菌，如诺卡氏菌型放线菌的基内菌丝生长一定时间后形成横隔膜，继而断裂成球状或杆状小体。基内菌丝或产生水溶性或脂溶性色素把培养基染成黄、绿、橙、红、紫、蓝、褐、黑等颜色（见图1-24、1-25、1-26）。

② 气生菌丝

基内菌丝长出培养基外并伸向空间的菌丝。在显微镜下观察时，一般气生菌丝颜色较深，比基内菌丝粗；而基内菌丝色浅、发亮（见图1-24、1-25）。

③ 孢子丝

当气生菌丝发育到一定程度，其上分化出的可形成孢子的菌丝。放线菌孢子丝的形态多样，有直形、波曲、钩状、螺旋状、一级轮生和二级轮生等多种，是放线菌定种的重要标志之一（见图1-24、1-25）。

孢子丝发育到一定阶段便分化为分生孢子。在光学显微镜下，孢子呈圆形、椭圆形、杆状、圆柱状、瓜子状、梭状和半月状等，孢子的颜色十分丰富（见图1-25、1-26）。

  （3）菌落特征

放线菌在固体培养基上形成与细菌不同的菌落特征，放线菌菌丝相互交错缠绕形成质地致密的小菌落，干燥、不透明、难以挑取，当大量孢子覆盖于菌落表面时，就形成表面为粉末状或颗粒状的典型放线菌菌落，由于基内菌丝和孢子常有颜色，使得菌落的正反面呈现出不同的色泽。（见图1-26）

小单孢菌属，无气生菌丝，由分枝的基内菌丝顶端产生一个孢子。小双孢菌属和小四孢菌属放线菌在基内菌丝上不形成孢，而在气生菌丝顶端分别形成2个和4个孢子。

   诺卡氏菌属：具分枝状、发达的营养菌丝，多数无气生菌丝。当营养菌丝成熟后，以横隔分裂方式突然产生形状、大小较一致 杆菌状、球菌状或分枝杆菌状的分生孢子。

（4）生长繁殖 

放线菌以无性方式繁殖，主要是形成孢子，也可通过菌丝断片繁殖。

链霉菌生长到一定阶段，一部分气生菌丝分化为孢子丝，孢子丝成熟便形成许多孢子。其生活史见图1-29。

另外有些放线菌（生孢囊放线菌）可在菌丝上形成孢子囊，在孢囊内形成孢囊孢子。孢囊成熟后释放出大量孢囊孢子。在液体培养中，放线菌主要靠菌丝断裂片断进行繁殖。

（5）生态意义

放线菌是一类极其重要的微生物资源。放线菌与人类的生产和生活关系极为密切广泛应用的抗生素约70%是各种放线菌所产生。一些种类的放线菌还能产生各种酶制剂（蛋白酶、淀粉酶、和纤维素酶等）、维生素（B12）和有机酸等。弗兰克菌属（Frankia）为非豆科木本植物根瘤中有固氮能力的内共生菌。此外，放线菌还可用于甾体转化、烃类发酵、石油脱蜡和污水处理等方面。