药用植物内生真菌研究现状及其应用前景
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药用植物内生菌促生与生防作用研究进展作者:徐源清朱越韩佳妮徐桂雯黄轶勉周芳美来源:《农业灾害研究》2024年第02期摘要:我国幅员辽阔且气候多样,药用植物资源丰富的同时,蕴含着多样的内生菌资源。
药用植物内生菌和其宿主植物作为一个共生体,在长期协同进化的过程中,已经形成互惠共存的关系。
在药用植物生长过程中,内生菌既能通过促进植物对氮、磷、钾、铁等无机营养元素的吸收利用和生长激素的合成直接促进药用植物的生长,也能通过生物防治功能间接促进药用植物的生长。
综述了近年来药用植物内生菌促生与生防作用的研究及应用,并对药用植物内生菌的发展趋势进行了展望。
关键词:药用植物;内生菌;促生作用;生物防治中图分类号:S567 文献标志码:B 文章编号:2095–3305(2024)02–00-03植物内生菌是指其生活史的部分或全部阶段生活于健康植物表皮细胞层间隙或组织器官内部的一类微生物,不易受环境条件的影响,可以在宿主植物体内独立地分裂繁殖和传递,在与宿主植物长期协同进化过程中逐渐形成互惠共存的关系。
研究表明,从草本植物、木本植物到藤本植物,这些植物体的根、茎、叶、花、果实等组织器官都普遍存在内生菌,而我国药用植物资源极其丰富,内生菌资源更为多样[1]。
此外,药用植物内生菌的价值极高,在医药、农业等领域可以发挥重要作用。
综述了药用植物内生菌如何发挥促生作用,帮助宿主植物获取生长所需的资源和调节宿主植物生长发育及产生生物防治的效果,为解决某些药用植物繁殖率低、生长困难,致使资源日益枯竭和缓解其他珍稀药用植物生长困境及其他常见农作物供应不足等问题提供理论指导。
1 药用植物内生菌的种类随着对植物内生菌的深入研究,人们对内生菌资源的多样性及价值性认知不断提高,开发和利用不断广泛,这为促植物生长和植物疾病生物防治工作提供了新思路。
近年来,药用植物内生菌也越来越受到国内外研究者的关注。
研究表明,药用植物内生菌种类繁多,主要包括内生细菌、真菌和放线菌,在各种药用植物中分布广泛[2]。
「:黑龙江农业科学2020(12):138-141 Heilongjiang Agricultural Scienceshttp:// DOI:1011942/j.issn100227672020」20138陈晓芳,李明健,宁悦彤•杜仲内生真菌研究进展[J]•黑龙江农业科学,2020(12)138-141.杜仲内生真菌研究进展陈晓芳1,李明健2,宁悦彤1(1.毕节医学高等专科学校医学技术系,贵州毕节551700;.毕节医学高等专科学校基础医学系,贵州毕节551700)摘要:为探索和研究杜仲内生真菌的利用情况,本文较系统地归纳了近年来杜仲内生真菌的多样性、抑菌活性、活性成分等方面的研究,并对目前研究存在的问题进行了分析,提出亟需解决的问题。
关键词:杜仲;内生真菌;多样性;抑菌活性;活性物质杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)是杜仲科(Eucommiaceae)杜仲属(Eucommia)植物,为我国特有的药用树种,国家二级保护植物[1]。
杜仲有重要的药用价值,其性味甘、微辛、温、无毒,有补中益气,坚筋健骨的功效[]。
近年来研究表明,杜仲植株中含有绿原酸、松脂醇二葡萄糖苷、杜仲糖A、B、槲皮素等丰富的化学物质,在抗菌、抗肿瘤、治疗心脑血管疾病、抗衰老、增强免疫力、安胎等方面有药理活性[4]。
由于杜仲的这些药理作用,除了作为临床用药以外,其作为保健食品也在不断的研制和开发,这使得杜仲的用量迅速收稿日期:2020-07-30基金项目:毕节科技局联合基金(毕科联合字YZ:2017]02号)毕节科技局联合基金〔毕科联合字YZ:2019]4号)。
第一作者:陈晓芳(1986-),女,硕士,讲师,从事特色资源分子生物学研究。
E-ma/:672409415@ o[35]朱林.植物生长调节剂对大豆产量及其构成因素的影响作物研究,019,3():547-548,533.[36]李冰,蔡光容,张洪鹏,等.新型植物生长调节剂AP2和CGR a对大豆光合特性及产量的影响:J].大豆科学,增大。
植物内生菌研究进展及应用展望徐玲玲;单庆红;郭斌【摘要】Endophyte is a kind of microbes,which exists in plants and is closely related to plant growth.Researches have been carried out and a lot of new progresses have been made,and some results have been apphed in agricultural production.The research progress of active substances of endophyte and the relationship between endophytes and their host plants in recent years were summarized.Moreover,the application prospect of the endophytes in the future was forecasted.%植物内生菌是存在于植物内部与植物密不可分的一类微生物.随着研究的不断深入,人们在内生菌活性物质的研究、内生菌与宿主的关系等方面取得了新的进展,并已实现了内生菌在农业生产等领域的应用.该研究综述了近年来植物内生菌活性成分以及内生菌与宿主植物之间相互关系的研究进展,并对内生菌应用的前景进行了展望.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2013(041)013【总页数】4页(P5641-5643,5709)【关键词】内生菌;活性物质;宿主植物;进展【作者】徐玲玲;单庆红;郭斌【作者单位】西安文理学院生物技术学院,陕西西安710065;西北大学生命科学学院,陕西省生物技术重点实验室,西部资源生物与现代生物技术省部共建教育部重点实验室,陕西西安710069;西北大学生命科学学院,陕西省生物技术重点实验室,西部资源生物与现代生物技术省部共建教育部重点实验室,陕西西安710069【正文语种】中文【中图分类】S182植物内生菌泛指那些在其生活史中的某一阶段生活在植物组织内,对植物组织不引起明显病害症状的微生物,包括那些对宿主暂时没有伤害的潜伏性病原微生物和菌根菌[1]。
石斛属药用植物内生菌研究进展作者:韩洁杜琳霖赵杰宏来源:《山地农业生物学报》2020年第03期摘要:石斛作为名贵中药材具有重要的药用价值和巨大的开发潜力,随着市场需求量的不断增加,石斛资源已变得极其匮乏。
石斛内生菌在石斛的生长发育、次生代谢和环境适应等方面有很强的促进作用,对石斛的产量和品质皆有较大影响,深入研究石斛内生菌及其与宿主的关系,对石斛生产有重要借鉴意义,因此综述了石斛属植物内生菌的多样性及其应用,并对其未来研究方向进行了展望。
关键词:药用植物;石斛;内生真菌;内生细菌;生物多样性中图分类号:Q-9文献标识码:A文章编号:1008-0457(2020)03-0041-05国际DOI编码:10.15958/ki.sdnyswxb.2020.03.007Progress on the Endophytes of Dendrobium PlantHAN Jie, DU Linlin, ZHZO Jiehong.*(Guizhou University of Traditional Chinese Medicine, Guiyang,Guizhou 550025,China)Abstract:Dendrobium is a valuable traditional Chinese medicine in China, which has great application and development potential. With the great increasing demand of market demand,Dendrobium resources are gradually scarce. According to research progress, it was found that the plant endophytes of Dendrobium had strong promoting effect on the plant growth, development,secondary metabolism, and environmental adaptation. As a result, the yield and quality of Dendrobium were affected by the endophytes. In this paper, the diversity and application of endophytes in Dendrobium were reviewed, and future research on endophytes was prospected.Keywords:medicine plant; Dendrobium; endophytic fungi; endophytic bacteria; biodiversity石斛属(Dendrobium)作为兰科中较大的属,我国有石斛属植物74个种,2个变种[1],主要分布于云南、贵州、广西、广东、海南和台湾等省。
药用植物内生真菌研究进展郭龙妹;高林怡;孙文静;王莉莉;黎万奎【摘要】药用植物是人类生存与发展的重要自然资源,具有丰富的物种多样性.内生真菌寄生在健康的植物组织内部,是植物微生态系统中的天然组成成分.自然界许多药用植物中蕴藏着丰富的内生真菌,与宿主植物长期进化中产生与宿主相同或相似的活性物质.近年来药用植物内生真菌广泛应用于农业生产、工业发酵、生物制药等领域中,具有广阔的开发利用前景.药用植物内生真菌多样性及其与宿主植物关系的概述,有助于药用植物内生真菌资源的合理开发利用.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2019(047)009【总页数】4页(P11-13,18)【关键词】药用植物;内生真菌;多样性;宿主植物【作者】郭龙妹;高林怡;孙文静;王莉莉;黎万奎【作者单位】上海中医药大学中药研究所,上海201203;上海中医药大学中药研究所,上海201203;上海中医药大学中药研究所,上海201203;上海中医药大学中药研究所,上海201203;上海中医药大学中药研究所,上海201203【正文语种】中文【中图分类】R282.71植物内生真菌是指在其生活史的部分或全部阶段,生存在健康植物体的各类组织和器官内而不引起明显感染症状的真菌[1]。
内生真菌普遍存在于健康植物组织中,种类繁多,分布广泛。
研究表明,药用植物中内生真菌除了自身合成药物活性成分外,还能促进宿主植物合成活性成分[2]。
药用植物内生真菌代谢产物的多样性,为新型活性化合物的发现开辟了新途径。
近年来,我国药用植物生态环境日益恶劣,生物多样性遭到破坏,加强药用植物内生真菌的研究,对其资源的合理开发利用具有重要意义。
1 药用植物内生真菌的多样性1.1 物种多样性研究表明,几乎所有被研究的植物体内都含有内生真菌[3],且具有丰富的物种多样性,药用植物也不例外。
谭小明等[4]对近10年来国内外已报道的可培养内生真菌进行总结,从83科212种药用植物各类组织中分离出376属以上的内生真菌,具有丰富的物种多样性。
小连翘内生真菌种群分小连翘是一种广泛分布于中国南北地区的中药材,具有清热解毒、解表散寒等多种药用功效。
然而,近年来随着药材的大规模种植和采摘,小连翘内生真菌种群状况逐渐受到关注。
本文将从小连翘内生真菌种群分析的角度出发,对这一问题进行探讨。
一、小连翘内生真菌种群的分类和特征小连翘内生真菌主要分为两类,一类是系统发育进化上属于担子菌门真菌界的内生菌根真菌,另一类是类节菌门真菌。
其中内生菌根真菌是较常见的一类,其菌丝网状,与小连翘根部菌根形成共生关系,可通过其菌丝形成与根毛结合的菌丝鞘层,吸收土壤中的养分,提供营养支持小连翘的生长和发育。
而类节菌门真菌则不具备菌根形态特征,其多为椭圆形或不规则形状,通常存在于小连翘根系和地上部分的组织中,对小连翘的生长和发育影响不甚明确。
二、小连翘内生真菌种群的变化小连翘内生真菌种群的变化主要由以下几个因素所影响:(1)栽培方法:现代化的大规模种植和采摘方式,如频繁施用化肥、农药等化学物质,会对土地和小连翘根系所生存的内生真菌产生破坏性影响。
(2)环境变化:小连翘所生长的环境,如温度、湿度等因素,对内生真菌种群产生影响。
特别是长期大气污染和地球气候变化,使得扰动影响更为明显。
(3)种质来源:小连翘的原始种质对内生真菌种群的形成及丰富度具有影响。
若采用富含内生真菌丰富的种质进行种植,将有助于保护内生真菌群落。
三、小连翘内生真菌种群分析方法小连翘内生真菌种群的分析方法主要包括PCR-DGGE、PCR-RFLP、ITS序列测序等。
这些方法所得到的数据可用于构建内生真菌多样性指数等分析模型,更加深入地了解小连翘内生真菌物种和群落的特征及演化规律。
四、小连翘内生真菌种群对药材质量的影响小连翘内生真菌种群对药材质量的影响目前尚不完全清楚,但一些研究表明,小连翘所寄生的内生真菌物种和数量与药材的药效和品质存在一定关联。
例如,研究表明,较高的内生真菌物种多样性可提高小连翘的有效成分含量和药效,而适度纯化的内生真菌群落可保证小连翘的质量和稳定性。
药用植物内生菌活性成分及药效学研究进展丁仁伟;邓毅【摘要】查阅国内外近年相关文献,对药用植物内生菌代谢产物的种类及药效进行分析总结,概述药用植物内生菌的活性成分和药效学研究现状,提出药用植物内生菌可产生多种活性成分和药理作用,此项研究对于解决药用植物资源匮乏和发现新成分、新疗效具有重要价值.%Metabolites types of endophytes in medicinal plants and efficacy were analyzed and summarized; active ingredient and pharmacodynamic study of endophytes in medicinal plants were outlined through consulting associated literature at home and abroad in recent years, endophytes in medicinal plants can produce many kinds of active ingredients and pharmacological action. The study is valuable for covering scarcity of medicinal plants and discovering new ingredient and curative effects.【期刊名称】《西部中医药》【年(卷),期】2012(025)003【总页数】5页(P109-112,封3)【关键词】药用植物;内生菌;活性成分;药效【作者】丁仁伟;邓毅【作者单位】甘肃中医学院,甘肃,兰州,730000;甘肃中医学院,甘肃,兰州,730000【正文语种】中文【中图分类】R282.71植物内生菌(endophytic)是指生活在健康植物组织和器官内部的真菌或细菌,是与宿主植物在长期共同进化过程中衍生的一类微生物。
植物内生菌及其次级代谢产物对于植物的生长具有重要的促进作用,结合当前国内外对该项目的研究,植物内生菌及其次级代谢产物的研究具有重要的实际应用价值,因此要进一步加强相关研究。
植物内生菌作为生态学中的概念,植物内生菌在其植物寄主内部经过漫长的协同发育与进化,会逐渐发展成为寄主植物的一部分,植物内生菌及其次级代谢产物会对植物产生一定的促生作用,同时植物也为植物内生菌提供了相应的生长环境以及所需生长物质,共同组成了植物内部的生态系统。
1.植物内生菌及其次级代谢产物的生理功能研究进展1.1植物内生菌及其次级代谢产物能够促进植物生长结合当前国内外的研究成果表明,植物内生菌所产生的吲哚乙酸、赤霉素等刺激代谢产物,对于植物自身的生长具有重要的促进作用,例如固氮菌属等植物内生菌的次级代谢产物对植物寄主的生长和发育具有重要的调节作用。
比如国内H市农业科学技术研究院在研究过程中发现,黄花蒿内生菌中包含一种可以产生炭疽菌类的植物内生菌,在经过技术人员的培养后,将其应用在黄瓜、小麦等农作物中,能够有效促进小麦、黄瓜等植物生长过程中的表现。
根据植物内生菌促进植物生长的原理分析,植物内生菌促进植物生长主要表现在其固氮作用、和促进植物吸收营养元素的作用两个方面。
首先在植物内生菌的固氮作用方面,植物内生菌在非豆科植物中发现了固氮内生菌的存在,固氮内生菌通过自身的代谢作用,能够将空气中的氮气转化为NH4+,从而为植物寄主所应用,促进植物寄主更好的吸收养分。
能够产生固氮作用的植物内生菌一般生活在植物寄主体内的应用器官微环境中,从而能够防止氧气等因素对其造成影响,比如国内一些科研人员发现在甘蔗的根茎中就存在着许多具有固氮作用的植物内生菌,具有较为高效的固氮活性,对于甘蔗的生长和发育具有重要的作用。
其次,在植物内生菌促进植物营养元素吸收方面。
经过科研人员的研究表明,一些在植物内部的细菌和真菌能够提高植物对于营养物质的吸收能力,还能够促进寄主植物的氮积累和氮代谢,比如科研人员发现当高羊茅叶片感染了植物内生菌之后,其被感染叶片的氮元素含量明显高于未发生感染的叶片。
第49卷第1期 林 业 调 查 规 划Vol.49 No.1 doi:10.3969/j.issn.1671⁃3168.2024.01.028植物内生真菌生防作用研究进展白娜娜1,姜海燕1,狄佳麟2(1.内蒙古农业大学林学院,内蒙古呼和浩特010018;2.内蒙古农牧业研究院蔬菜花卉研究所,内蒙古呼和浩特010031)摘要:通过查阅文献资料分析总结近年来国内对植物内生真菌生防作用的最新研究进展。
结果显示,内生真菌广泛分布在健康植物各个组织、器官内,在与植物经历协同进化后,可形成与宿主植物相同或类似的活性产物,其种类丰富多样,具有抑制病原菌生长、杀死植食性昆虫以及促进宿主植物生长等生防作用。
基于现阶段研究中存在的不足,提出未来的研究趋势,以期为新型生防菌剂的开发和利用提供参考。
关键词:内生真菌;代谢产物;生防作用;宿主植物中图分类号:S718.512.2;S718.81;S476 文献标识码:A 文章编号:1671-3168(2024)01-0163-04引文格式:白娜娜,姜海燕,狄佳麟.植物内生真菌生防作用研究进展[J].林业调查规划,2024,49(1):163-166.doi:10.3969/j.issn.1671⁃3168.2024.01.028BAI Nana,JIANG Haiyan,DI Jialin.Advances on Biocontrol Effects of Endophytic Fungi in Plants[J].Forest Inventory and Planning,2024,49(1):163-166.doi:10.3969/j.issn.1671⁃3168.2024.01.028Advances on Biocontrol Effects of Endophytic Fungi in PlantsBAI Nana1,JIANG Haiyan1,DI Jialin2(1.Forestry College,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot010018,China;2.Institute of Vegetables and Flowers,Inner Mongolia Academy of Agriculture and Animal Husbandry Sciences,Hohhot010031,China) Abstract:This paper summarized and analyzed the latest domestic research progress on the biocontrol effects of endophytic fungi in plants in recent years through literature review.The results showed that en⁃dophytic fungi were widely distributed in various tissues and organs of healthy plants,and could form the same or similar active products with host plants after undergoing coevolution with plants,which were di⁃verse and had biocontrol effects such as inhibiting the growth of pathogens,killing herbivorous insects, and promoting the growth of host plants.Based on the analysis for the existing shortcomings in the current research,this paper proposed future research trends in order to provide reference for the development and utilization of new biocontrol agents.Key words:endophytic fungi;metabolites;biocontrol effect;host plant 植物内生真菌(endophytic fungi)是指真菌生活史的某一部分或全部寄生于健康植物的组织、器官内,但不导致宿主植物表现出显著病症[1-2]。
药用植物内生真菌的功能研究进展丁常宏;都晓伟;徐莹【摘要】This article summarized the functions of endophytic fungi in recent years,such as producing secondary metabolites with pharmaceutically active,promoting the synthesis and accumulation of active ingredients,influencing the growth and development of medicinal plant,improving plants' capacity of disease resistance.At the same time,the paper analyzed the problems existing in the research on endophytic fungi from medicinal plants,and looked forward to the research prospects.%本文对近年来药用植物内生真菌可以产生具有药用活性的次生代谢产物、促进药用植物活性成分的合成与积累、影响药用植物的生长发育、提高药用植物的抗病虫害能力等方面的研究成果进行了综述,并分析了药用植物内生真菌研究中存在的问题、展望了其研究的前景.【期刊名称】《中医药学报》【年(卷),期】2013(041)003【总页数】4页(P168-171)【关键词】药用植物;内生真菌;代谢产物;活性【作者】丁常宏;都晓伟;徐莹【作者单位】黑龙江中医药大学药学院,黑龙江哈尔滨150040;黑龙江中医药大学药学院,黑龙江哈尔滨150040;黑龙江中医药大学药学院,黑龙江哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】R282.71植物内生真菌是指在其生活史的某一阶段在植物组织内生活,但没有引起植物明显病害症状的真菌。
关于植物内生菌的研究作者:李金旭来源:《中国电子商情》2014年第09期引言:近年来,有关植物内生菌的研究已经成为我国微生物学领域研究的热点,由于植物内生菌具有较高的潜在可开发利用价值,使得其越来越受到人们的重视。
植物内生菌作为植物微生态系统中的重要组成部分,在其长时间的协同进化中,和植物等进化为了相互依赖的关系,其具有产生活性物质的功能,因此可以用来作为生物的防治资源和外源基因的载体及新药的原料。
本文针对植物内生菌进行了分析,重点突出了植物内生菌的概况、作用和应用。
一、植物内生菌概述(一)有关植物内生菌的概念及其种类对于植物内生菌的概念有许多不同的定义,其中被公认的定义是指那些在其生活过程中的一定阶段或者全部阶段生活于活体植物的组织内部的微生物,这些微生物并不会对宿主植物产生显著的病害。
植物内生菌普遍存在于低等植物和高等植物中。
该定义是一个生态学上的概念,而非分类学单位。
植物内生菌主要分为内生真菌、内生放线菌和内生细菌等,其主要寄宿在植物的表皮下的组织之中。
植物内生真菌是指那些寄宿在植物的茎和叶之中度过生命周期的一种真菌。
该种真菌对其宿主植物的害处非常少,甚至没有害处,它们和宿主植物之间形成共生关系。
内生放线菌是一类新的生防微生物资源,其主要生活在健康的植物体内,产生系列活性物质并和宿主植物共同生活,是土壤中重要的一种原核生。
内生细菌通常是指能生活在活体的植物组织中,和植物形成和谐关系的一类微生物,该类内生菌能进行生物防治、植物促生和内共生固氮作。
内生细菌对于改善农业生态系统,保持植物微生态系统的生物多样性和保护农田的生态平衡等研究中具有重要意义。
(二)植物内生菌研究发展概述对于植物内生菌的研究要追溯到19世纪中期,在1876年Pasteur从无菌的葡萄果汁中分离出来了植物内生细菌,开创了研究植物内生菌的先河,1886年De Bary首先提出植物内生菌的概念,他将植物内生菌定义为一类在其部分或者是全部生活史中存活于活体植物中,并不会使宿主表现出显著感染症状的微生物。
综述与编译050 内生菌与药用植物活性成分相关性研究进展陈雪英1 都晓伟1Ξ 李 滨2(11黑龙江中医药大学药学院 黑龙江哈尔滨150040;21黑龙江中医药大学教学实验中心 黑龙江哈尔滨150040)摘 要 从药用植物中提取分离出的内生菌的数量和种类不断增多,内生菌不仅自身能够产生活性成分,而且可以促进药用植物产生活性成分。
就近年来药用植物内生菌与活性成分相关性研究进展及存在的问题做一综述。
关键词 药用植物 内生菌 内生真菌 内生细菌 生物组合化学 内生菌(endop hyte)是指一类在其部分或全部生活史中存活于健康植物组织内部、不引发宿主植物表现出明显感染症状的微生物。
植物内生菌包括内生真菌和内生细菌(内生细菌包括内生放线菌),可从经过严格表面消毒的植物组织或植物组织内部分离得到[1]。
内生菌在植物体内广泛存在,从藻类、苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物中均已分离得到了内生菌,其分布于植物的根、茎、叶、花、果实和种子等器官组织的细胞或细胞间隙[2]。
1993年美国蒙大拿州立大学的Strobel小组首次从短叶红豆杉T ax us brev if olian N u tt.中分离得到一株能合成抗癌物质紫杉醇的内生真菌,证明内生菌具有合成与宿主植物相同或相似的活性成分的功能[3]。
这一发现掀起了一场从药用植物中分离内生菌的热潮,并利用植物内生菌进行发酵生产得到了某些重要的天然药物,为解决某些药用植物生长缓慢、资源紧缺等引起的药源匮乏和生态破坏问题提供了新思路。
近年来,科学工作者先后从数十种药用植物中分离得到了多种内生菌,并从这些内生菌的培养物中得到了与宿主植物相同或相似的活性成分。
概括起来,植物内生菌影响活性成分产生和积累的途径主要有两种,一是内生菌自身产生药用植物活性成分,二是内生菌促进药用植物产生活性成分。
1 内生菌自身产生活性成分从药用植物中分离得到的内生菌,经过人工培养,能够在培养物中产生某些植物活性成分。
药用植物内生真菌研究现状及其应用前景
发表时间:
2018-11-07T14:26:43.093Z 来源:《中国误诊学杂志》2018年第26期 作者: 代娇 朱卫波 代雨通讯作者
[导读] 简要综述了近年来在内生真菌的分离鉴定、发酵、次生代谢产物、与宿主的关系等方面的研究进展。
曲靖医学高等专科学校
云南曲靖 655000
摘要:随着对药用植物内生真菌研究的深入,从药用植物内生真菌中寻找新的生物活性成分已成为研究热点。内生真菌对药用植物的
生长及活性成分的形成都有影响,内生真菌活性成分已成为发现新颖结构化合物及新药物的潜在资源。简要综述了近年来在内生真菌的分
离鉴定、发酵、次生代谢产物、与宿主的关系等方面的研究进展。
关键词:内生真菌;分离鉴定;发酵;代谢产物;药用价值
1
药用植物内生真菌研究现状
内生真菌(endophytic fungi)是指生活在健康植物的各种组织和器官内部的真菌,被感染的植物不表现明显的外在病症,可通过组织
学方法、从严格表面消毒的植物组织中分离的方法,以及从植物组织内直接扩增微生物
DNA 的方法来证明其内生性。内生真菌不但可以自
身合成药物活性成分,还具有促进宿主植物合成活性成分的能力
[1]。药用植物内生真菌代谢产物的多样性和新颖性,将为利用其进行工业
发酵,生产新型活性化合物开辟新的途径。
2
药用植物内生真菌的多样性
内生真菌的分离培养是菌株鉴定及其活性物质研究的基础。由于环境的改变,内生真菌的生长及次生代谢产物的数量、种类等都会受
到影响
[2]。通过形态学观察和繁琐的生理生化实验,以及分子生物学鉴定方法进行分类鉴定。
3
内生真菌的次生代谢产物及生物活性
3.1
抗肿瘤活性物质
某些抗肿瘤药用植物中部分内生真菌能够产生与宿主相同或相似的生理活性成分,已有不少学者从具有抗肿瘤作用的药用植物中寻找
能产生抗肿瘤成分的内生真菌,并从中发现了一些具有潜在应用前景的抗肿瘤化合物。
1993 年 Stierle 等[11]首次从短叶红豆杉(Taxus
brevifolio
)的韧皮部分离到一株能产紫杉醇的内生真菌,随后许多学者从不同种红豆杉中也分离得到产紫杉醇的内生真菌。除紫杉醇外,
人们还研究了可以产其他抗肿瘤活性物质的内生真菌,陆续从长春花(
Catharanthus roseus)、桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum
Ying
)、美登木(Maytenus hookeri)等药用植物中分离出了能产生抗肿瘤活性物质的内生真菌菌株。这为药用植物内真菌发酵生产抗肿
瘤药物奠定了基础。
3.2
抗生素类活性物质
药用植物内生真菌可产多种抗生素,能抑制病原体、细菌、真菌、病毒等。李雅等发现,杜仲内生真菌对植物病原真菌有抑制作用。
Castillo
等从蛇藤(Kennedia nigriscans)中分离到一株能抑制多种致病霉菌的内生真菌。Thongchai 等从 Zingiber officinale Rosc 中分离
到的内生真菌能够产生明显的抑菌活性,并得到了具有该抑菌活性的单体化合物
[3]。
3.3
其他活性物质
研究发现内生真菌还能产生其他活性物质,如降血糖活性物质、免疫抑制剂、抗氧化剂等。Salituro 等从非洲热带雨林植物的内生真
菌
Pseudomassaria sp.中分离到一种非肽类代谢物,可使人的胰岛素受体酪氨酸 β- 亚基磷酸化,并使胰岛素受体的作用底物也磷酸化,
从而激活蛋白激酶
B,具有模拟胰岛素的作用,能明显降低血糖浓度。周生亮发现4株薯蓣(Dioscorea zingiberensis)菌丝和发酵液具有
不同的抗氧化活性。
4
内生真菌与宿主的相关性
4.1
药用植物内生真菌与宿主的相互关系
内生真菌长期生活在植物体内的特殊环境中,植物以其内生真菌的组织、细胞及其代谢产物为内环境;而内生真菌则以宿主植物的组
织、细胞及其代谢产物为外环境,吸收宿主植物的营养,并得到保护。内生真菌能够参与植物活性成分的合成,或通过诱导物胁迫宿主植
物产生丰富的次生代谢产物,是天然活性产物的重要来源。内生真菌在体外培养时可产生植物生长激素,内生真菌可促进宿主植物对氮、
磷等营养元素的吸收,内生真菌也可通过与病原菌竞争营养和空间或直接产生拮抗物质而抑制病原菌,从而促进植物生长。此外,内生真
菌还能增强宿主植物的抗逆性
[4]。
4.2
内生真菌产生与宿主相同或相似成分机制的探索
药用植物内生真菌是一个多样性十分丰富的生物类群,其产生的次级代谢产物也十分丰富,很多实例证明内生真菌能够产生与宿主相
同或相似的代谢产物。目前,解释内生真菌能产生与宿主相同或相似成分机制的理论主要有二:一是生物间的
“基因水平传递”,即认为具有
相同次级代谢产物生物合成的途径,是获得了相关基因的直接传递;另一个是
“内共生理论”,认为在共生体生物相互作用过程中,一旦在其
次级代谢中出现了有用生化的途径,它就能被其他生物所利用,表现出相互作用和
“协同进化”。
5
内生真菌在药用植物发育中的应用
一些内生真菌与植物的生长、发育、抗病性有关,深入研究可能对药用植物的人工种植有重要作用。由于内生真菌对植物的促进生长
作用,可将相应内生真菌接种于生长缓慢、自然繁殖困难、濒危的药用植物中,促进其生长,提高药用植物产量。开唇兰小菇、石斛小
菇、兰小菇等
3 种小菇属植物的内生真菌对兰科濒危药用植物铁皮石斛、金线莲的生长具有促进作用,对铁皮石斛和金线莲的成功栽培具
有实际应用价值。一些珍稀名贵中药的形成也与其体内的内生真菌有关。沉香、降香等名贵药材的形成也与内生真菌有关。由此可见,将
植物内生真菌接种于与微生物关系密切的中药,可以提高中药有效成分含量和产量,克服传统中药有效成分含量低的问题和资源不足的限
制。
6
内生真菌研究开发新药的前景与展望
近年来化学合成药物所带来的毒副作用使人们望而却步,人类对天然药物的需求愈来愈大。目前超过40%的临床药物是天然产物或是
以天然产物为先导化合物改造获得的,天然产物中筛选生物活性成分或先导化合物是研究、创制新药的有效途径之一。许多来自植物的天
然化合物与植物的内生真菌有密切关系,甚至也是内生真菌的次生代谢产物。从药用植物内生真菌次生代谢产物中筛选具有药用价值的活
性物质或新型化合物以创制新药,将在很大程度上丰富人类的药物宝库。
微生物药物的研究越来越受到国内外的重视,自然界中微生物及其代谢产物的多样性也为发现新药提供了不竭动力。药用植物内生真
菌作为一类次生代谢产物丰富的资源微生物,在天然药物结构转化、产量提高、毒性降低等方面具有广阔的应用前景。
参考文献:
[1]
赵欢.药用植物内生真菌的研究进展[J].北方园艺,2017,9(13):170-175.
[2]
杨中铎,东建丽,赵维花.药用植物内生真菌分离及其次级代谢产物生物活性研究[J].西北师范大学学报(自然科学版),2016,52
(
02):79-83.
[3]
尚菲,段春燕,李丹,卜婷,张蓓.药用植物内生真菌的生物学功能概述[J].陇东学院学报,2016,27(01):59-62.
[4]
谭小明,周雅琴,陈娟,郭顺星.药用植物内生真菌多样性研究进展[J].中国药学杂志,2015,50(18):1563-1580.
基金项目:课题名称《对金黄色葡萄球菌有抑菌活性内生菌株的筛选与鉴定》,课题编号2017L006