內生真菌資源學

1、植物內生真菌資源的研究進展蘇晨曦 概述 物內生真菌(Plant endophytic fungi)是指寄生在健康植物莖干或葉片及根部，完成其全部或部分生活周期，但不形成明顯侵染的一類真菌。植物內生真菌由于長期生活在穩(wěn)定的植物微生物系統(tǒng)中，和宿主建立了共生或半共生關系，因此它是植物體內的正常菌群，可通過組織學方法或嚴格表面消毒從植物體中分理處內生真菌，也可以直接從植物組織中擴增出真菌DNA的方法來證明其內生，宿主植物與其內生真菌彼此互影響，研究表明已分離出的大多數(shù)植物內生真菌能夠產生與宿主相同或相似的活性成分。由于植物內生菌來自獨特的生存環(huán)境而成為人們尋找微生物新藥的一個重要藥源，具有重要的藥用

2、價值。1.植物內生真菌存在的廣泛性和生物多樣性植物內生真菌存在的廣泛性和生物多樣性 內生真菌普遍存在于各種植物體內, 具有分布廣、種類多等特點, 在低等的苔蘚、蕨類及裸子植物和被子植物等所有研究過的陸生及水生植物中都有內生真菌的存在。近些年的研究結果表明, 植物內生真菌廣泛存在于植物的不同器官和組織的細胞以及細胞間隙中, 其中內生真菌的菌絲在葉鞘和種子中含量最多, 而葉片和根中的含量極微。研究發(fā)現(xiàn), 從不同植物體內分離到的內生真菌的種類和數(shù)量均有差異。內生菌的宿主專一性有較大的變化, 一些內生真菌能夠從不同種屬的植物宿主體內分離出來, 有些種類的內生真菌專一性較強,它們僅限于某些特殊種屬的幾種

3、植物, 或專一的寄生在某一種特定的植物中。那么根據(jù)內生真菌與宿主專一性的分析, 平均每種宿主植物有45 種寄生菌, 目前世界上已知的植物種類大約有25 萬種, 據(jù)此推算內生真菌的種類至少有110106 種。這無疑為科學研究提供豐富的資源, 并將極大地豐富物種的多樣性。2 .藥用植物內生真菌資源的應用藥用植物內生真菌資源的應用 藥用植物是藥物的主要來源之一, 很多抗癌藥物的獲得是從植物內提取, 但是植物體內這些活性成分含量往往都很低。靠天然采挖藥用植物不僅會受到地理環(huán)境和時令的限制, 過度的采伐將可能導致該物種的枯竭, 破壞生物多樣性, 造成生態(tài)嚴重失衡, 而植物內生真菌將有可能從根本上解決抗癌

4、、抗真菌藥用植物的供應問題。2.1 產抗癌藥物內生真菌產抗癌藥物內生真菌 2.1.1產紫杉醇內生真菌：多數(shù)為小盤多拉毛霉 1963 年美國化學家MCWani 和Monre E Wall 首次從太平洋紫杉樹皮中分離到了紫杉醇的粗提物, 該活性物質為一 種四環(huán)二萜化合物, 1979 年美國NCI 證實紫杉醇獨特的抗癌機理。 注： National Cancer Institute, USA （美國國家癌癥研究院） 2.1.2 產鬼臼毒素內生菌 鬼臼毒素(Podophyllotoxin)：一類天然木脂類化合物1946 年King 和Sullivan 證實鬼臼樹脂和鬼臼毒素對動物實驗癌細胞有破壞作用。

5、 2.1.3 產喜樹堿內生真菌喜樹堿屬于喹啉類生物堿, 是繼紫杉醇之后第二個獲準上市的具高效抗癌活性的天然藥物。 2.1.4 產長春堿內生真菌長春花(Catharanthus roseus(L.)Don)全草可入藥。目前已經從長春花中分離出了70多種生物堿, 具較強的抗腫瘤活性成分主要是二聚吲哚類化合物, 如長春堿(VLB)、長春新堿(VCR)等。 2.1.5 產球毛殼甲素A 內生真菌球毛殼甲素A(Chaetoglobosin A)是20 世紀80 年代發(fā)現(xiàn)的一種新抗癌化合物。張玲琪等11 首次報道了從美登木(Maytenus hookeri.)的莖、葉中分離出一株內生真菌球毛殼菌(Chaet

6、omium globosum.), 可產球毛殼甲素。2.2 產抑菌活性成分內生真菌產抑菌活性成分內生真菌 Srobel 等從雷公騰(Tripterygeum wilfordii)和錫蘭肉桂(Cinnamomum zeylanicum)中各分離出一株內生真菌, 產生的活性成分對多種致病真菌有抑制作用; 歐洲紫杉(Taxus baccata)中分離出一株內生真菌, 屬于枝頂霉屬(Acremonium), 從其菌絲體中提取出一種白灰制菌素A(leucinostatina- A), 不僅對人體的某些腫瘤細胞有很強的抑制作用, 還具有較強的抗真菌活性。3 植物內生真菌在農業(yè)中的應用研究概況植物內生真菌在

7、農業(yè)中的應用研究概況 植物內生真菌在農業(yè)中的應用近幾年備受關注。寄生在植物體內的內生真菌可以產生多種活性物質,如吡咯烷類生物堿、并吡咯吡嗪、麥角堿、吲哚二萜等活性物質, 可以提高植物的抗病菌、抗線蟲的能力, 并對草食性昆蟲有較強的毒性。研究還發(fā)現(xiàn), 植物內生真菌不但可以增強植物對氮、磷等元素的攝取能力, 分泌植物激素如GA3、IAA 等活性物質促進植物的生長, 而且還可以提高植物的抗逆性。感染內生真菌的植株在種子發(fā)芽、幼苗存活、分蘗花序、生物量等方面具有很大的優(yōu)勢。4 問題問題 近年來, 植物內生真菌的研究成為人們研究一大熱點。但是，缺乏全面深入系統(tǒng)的研究, 還有許多問題有待解決。主要是以下幾

8、個方面的問題: (1)有些內生真菌專一性地寄生在植物體內, 不能在人工培養(yǎng)基上生長, 即使使用不同的營養(yǎng)培養(yǎng)基培養(yǎng), 也不能確保把生活在植物組織內的所有真菌全部分離出來。 (2)有些已分離到的內生真菌在人工培養(yǎng)基上不產生可育性孢子, 就會由于菌絲體的死亡而造成菌種丟失, 因此不能準確地反映出植物組織內生菌的數(shù)量和種群。 (3)內生真菌所產生的次生代謝產物含量很低, 目前每升發(fā)酵液中僅能獲得很少的活性成分,一般的檢測手段很難檢測到, 加大了新化合物的分離難度, 很難達到工業(yè)生產水平, 而且在分離純化及多次傳代后內生真菌的生物特性退化, 其代謝產物特性不穩(wěn)定, 這也給產物的檢測帶來困難。5、展望、展望 近些年來, 內生真菌的研究已經受到醫(yī)藥學、生態(tài)學、微生物學、植物病理學、動物學等領域科學家的廣泛重視。植物內生真菌產生的次生代謝物豐富、化學結構特殊