标题 | 药用植物内生真菌研究进展 |
范文 | 党苗苗 丁海娥 从丙超 杨晨曦 马蕊 赵岳兵 [摘要]随着我国经济的发展,人们对健康的重视度越来越高,健康问题成为热议话题,药用植物是我国制药行业的重要原材料,且我国药用植物种植历史深远,在药用植物研究方面具有深厚的医学和种植底蕴。随着经济和医学的发展以及人类对疾病治疗研究的深入,药用植物的药效部位可供使用的储量有限这一问题逐渐显露出来,同时人类为了追求经济效益大肆破坏生态环境,缩小了药用植物的生存范围,药用植物的储量和产量锐减,由此加重了药用植物内生真菌研究的必要性。本文主要阐述了植物内生真菌的概念及相关理论概述,对国内外药用植物内生真菌的研究进展进行分析,总结现阶段药用植物内生真菌研究中存在的问题并提出相应的解决建议,以期可以为我国的药用植物内生真菌发展提供可借鉴的理论依据。 [关键词]内生真菌;研究;药用植物;发展 [中图分类号] R284 [文献标识码]A 科技的发展促使越来越多的植物内生真菌被发现,所谓植物内生真菌就是其生活史部分或者整个阶段都寄存在植物的体内,生存状况呈健康,并且这些植物内生真菌能够生存在植物的各个组织或者器官内,并且没有引起任何的感染的真菌。在较为健康的植物内常见内生真菌,并且植物内生真菌的分布较广、种类繁多。经过大量研究表明,植物内生真菌除了能够合成药物活性成分之外,还能够促使自身寄存的植物合成活性成分。内生真菌在宿主内所产生的代谢物存在多样性,促使我国新型活性化合物的开发与利用。从目前而言,经济发展带动科技的发展,越来越多的人将目光转向生物药物的研究,但是,我国药用植物的生态环境却遭受破坏,生物多样性遭到不可挽回的泯灭。科研人员加强药用植物内生真菌的研究,能够提高资源利用率,促进可再生资源的利用效果,为我国合理开发生物用药打下坚实的基础。 1 植物内生真菌概念及相关理論概述 1.1 植物内生真菌概念 植物内生真菌指的是其生存的部分阶段或全过程都活动于健康植物的组织和器官中,且不会给健康植物带来或直接或间接不良反应的真菌,于植物内生细菌共同构成了植物内生菌的两个重要部分。植物内生真菌的分布广泛,最主要的内生真菌类群有三类,分别为子囊菌、担子菌和接合菌,目前几乎可以在所有的植物内都能检测得到内生真菌的存在。植物内生真菌作用具有多样化的特点,在各项研究结果中呈现出抗肿瘤、抗菌、抗病毒、杀虫、免疫抑制以及抗氧化和降糖等功能。 1.2 植物内生真菌与寄主的共生互作 植物内生真菌寄生于健康植物的各个组织和器官,通过吸收寄主植物的养分进行生长和繁殖,在此过程中并不会给寄主带来任何不良的伤害,并在寄生的过程中通过各种形式给寄主植物提供有利于其生存的能力,如增强寄主植物的抗旱能力和毒性、减少动物的伤害或着是增强寄主的抗病能力等,从而实现内生真菌与寄主植物之间的共生互作。有研究表明,植物和内生真菌的共生互作关系至少有上亿年的渊源,长久发展和生存以来,内生真菌在陆生植物的生长和进化方面发挥着重要的推动作用,比如寄生在草本植物中内生真菌会分泌出有毒的植物碱类物质,以此来减少动物取食对寄主植物产生的伤害,Webber就曾发现Phomopsis oblonga能够保护榆树远离来自甲虫类动物的伤害,并提出“很大可能是由于这种内生真菌可以生产出能够抵御甲虫危害的有毒化合物”的猜想,这个猜想经Claydon的证实确定成立;Kanda曾报道过一篇关于以不含内生真菌的黑麦草为主食的毛虫的实验,实验表明,感染过Acremonium的植物会导致毛虫幼虫因饥饿死亡,未经感染Acremonium的植物则会遭受毛虫的侵害。由此类研究可以明确植物内生真菌和寄主之间是存在共生互作的关系的,即植物内生真菌依靠健康的植物生存,同时寄主植物也会在内生真菌的“庇护”下获得更有价值的生存条件。 从目前大量的研究可知,药用植物的生长环境、地理位置、遗传因素(例如:内生真菌种类、植物类型等)以及温度、湿度等因素,导致内生真菌与“宿主”之间相互影响,在不同药物植物种类之间,内生真菌的数量以及种类存在明显的差异,而由于环境、地理位置等环境因素的影响,导致不同环境、不同季节的同一种药用植物之间的内生真菌的种类以及数量也会存在显著差异。由于不同药用植物内生真菌的数量和种类、以及相同药用植物。内生真菌的数量以及种类之间存在明显的差异,导致内生真菌与“宿主”之间也存在这明显的差异。内生真菌与宿主植物之间的关系千变万化,形成复杂的联系,例如:互利共生、无害或危害寄生等。并且,内生真菌最大的优势是能够自主选择“宿主”植物,并不是“随遇而安的性格”,同一内生真菌与某一种植物之间形成和谐共处的局面,而与另一株植物却无法形成良好的共生关系。 2 药用植物内生真菌存在的多样性 2.1 存在物种多样性 经研究可知,绝大部分的植物内都含有内生真菌,并且物种具备多样性,当然,药用植物也不例外。通过对国内外近10年来的报道研究可知,在培养的内生真菌中,对83科212种药用植物类的各种组织进行分离,共发现的真菌种类达到376种,能够表明药用植物内生真菌物种的多样性。当然从贵州小白及中进行分离的陈旭,也在分离中获得137株内生真菌,并且进行分类为12目18科22属,也能够表现出极强的多样性。对高山红景天进行分离的吴小民同样获得大量的内生真菌数量和种类,证实了内生真菌物种的多样性。经大量研究表明,不同种类的植物,其体内所寄生的内生真菌的数量和种类也会存在差距。就算是同一物种,但是其所生存的环境不同、生长阶段不同、季节不同、地理位置不同、对不同器官进行分离,所得到的内生真菌的种类和数量也存在较大的差异。相关人员对甘草根茎叶通过组织块法对其进行内生真菌分离,得到的结论是:叶部的内生真菌最少,其次是颈部,而根部的内生真菌无论是数量还是种类都是最多的。但是倪佳俊等人通过平板分离法对分蓬草的各个器官进行分离,得到的恰恰与之相反,内生真菌最多的是叶部,其次是颈部,最少的根部。由此可知,药用植物种类的不同,其器官的分布也会存在差异。相关研究专家表明,能够影响药物内生真菌数量、种类等的主要原因是“宿主”的生长环境。 2.2 内生真菌产物的功能具有多样性 从近年来的研究方向可知,大部分专家学者将内生真菌的研究主要集中在次级代谢产物方面。在药用植物内,大部分的内生真菌存在药理活性物质,例如具备:抗氧化、抗菌、抑制肿瘤生长等活性物质。 2.2.1 存在抗氧化活性物质 经研究发现,在部分药用植物内,出现内生真菌抗氧化的作用。通过对福建短葶山麦冬进行分离,其中分离出青霉菌属d5菌株具有抗氧化活性。相关人员在对柴胡红景天进行分离时,发现一株内生真菌具有较强的抗氧化性,具有较强的羟自由基( OH)、超氧阴离子自由基及N02清除等能力。霍娟在对杜仲叶片进行分离时,发现一株内生真菌刺孢壳,这种内生真菌具有较强的抗氧化性。 2.2.2 存在抗癌抗肿瘤活性物质 近几年,癌细胞越来越多,威胁着人们的生命安全,降低人们的生活质量,大量的科研人员致力于研究抗癌药物,用于抑制癌细胞的扩散,延长病人的寿命,提升病人的生活质量。尤其是一些靶向药物的治疗,在抗癌之路上起到至关重要的作用。越来越多的内生真菌被发现,其中内生真菌存在抗癌抗肿瘤活性物质,这对医学研究起到至关重要的作用。为寻找天然药物打开新世界的大门。能够降低人们的不适感,提升治疗效果,减轻病人痛苦。药用植物内的内生真菌,更加具有针对性,在抑制肿瘤细胞中有着显著效果。 2.2.3 存在抗菌活性物质 研究表明,内生真菌的代谢产物中有抑制细菌、真菌、病菌的病原微生物活性物质,起到抑制细菌,避免感染。在对银杏内的内生真菌对7种植物病原真菌起到了很好的抑制效果。通过分离研究表明,有302株内生真菌具有抗菌性,并且其中效果较为显著的有12株。 3 总结 总而言之,对内生真菌的研究处于发展阶段,未来还会发现更多的新物种。随着科技的发展,越来越多的专家不断对药用植物进行研究,并不断扩大研究范围,随着分子生物技术的研发,将药用植物内生真菌作为药物研究的新方向是可取的,具有较大的研究价值。 [参考文献] [1]黄敬瑜,植物内生菌生物抗菌活性物質研究进展[J].生物工程学报,2017 (02). [2]方珍娟,张晓霞,马立安,植物内生菌研究进展[J].长江大学学报(自科版),2018 (10). [3]张爱梅,甘南高寒地区不同海拔西藏沙棘根瘤内生菌多样性[J].生物资源,2018 (02). [4]郭顺星,药用植物内生真菌研究现状和发展趋势[J].菌物学报,2018(01). [5]黄敬瑜,植物内生菌生物抗菌活性物质研究进展[J].生物工程学报,2017 (02). [6]靳锦,植物内生菌活性代谢产物最新研究进展[J]微生物学杂志,2018(03). [7]李宏亮,天然活性成分獐芽菜苦苷的研究进展[J]云南中医学院学报,2011 (04). [作者简介]党苗苗(1996-),男,山西吕梁人,本科,研究方向:药用植物内生真菌。 [通讯作者]丁海娥(1986-),女,甘肃兰州市人,硕士,实验师.研究方向:药用植物内生真菌。 |
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