植物内生菌及其开发应用研究进展pdf

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强岱生弱医堂董盛!塑趔趔丛垫塑蛆匮鲤鱼堑鲤塑塑垡鲤鱼些唑星地!坠些!盟壁:!! :!!璺!: 植物内生菌及其开发应用研究进展幸 张晓瑞 (陕西师范大学食品工程系陕西西安710062) 摘要:内生茼是一类新的氍生物资潍,能够产生多种生物活性物质,具有重大的研究价值,开发前景广趣。本文介绍了植物内生酋 的概念和分布,并阐述了植物内生茵在国内外医药、农业领域的开发应用研完现状.旨在为进一步研究植物内生茵提供新的思 路。 关键调:植物内生茼;生物活性物质;研究进展 中国分类号:C峥39文献标识码:A文章编号:1673也73(2∞7)11·1747·04 ResearchAdVancesin andmeir Endophytes Developmental 丑iANGⅪ∞md (挑par妇eⅡtofE。0d勘曲埘话}岛s五龃桶N煳iumv∞i吼弼’锄7lo口62,(瓢勰) r部ouKesw1Ⅱchhave ABslXACT:Endopby瞄a地new田j堪∞fg叫ismthc曲丑姆衄珥oduce hawp嗡l坤scawh伯l∞卸dabl碴htprosp∞Iin懿pJoi硼蚰.The∞ncep石∞壮d p盯,andIh由re∞吡ad啪ces叩噬ploi叫∞andappl渤d∞缸me丘e№ofmcdicine柚d pfovidinganewm“hod向r锄erm辨a工ching铡dophy岵s. K盯硼。fd8:EI岫hytc:Bio们6w朋bs呦c船;Rc税ar曲adv蛐ccs D∞ll皿艇tcode:A a血雠ub删节C啪c鲥∞:C蹿99 ArtickD:1673.627,(2007)n.1747讲 早在100多年前,人们就已发现在健康植物组织内部也有类群。 微生物的存在。但由于它们生活在没有外在感染症状的健康植 1.2植物内生菌的分布 物组织内部,其存在和作用长期以来一直为人I订所忽规,因而 内生菌存在于植物体的根、茎、叶、花、果和种子等器官组 相对于学科,植物内生菌的相关研究发展十分缓慢。近年 织的细胞或细胞间隙,不同的内生苗往往占据不同的生态位。 来,随着研究领域的拓宽,各学科知识的交融及研究方法的进 它们在植物体中相互作用,维持着微生态的平衡。单子叶禾本 步,植物内生菌重要的生理、生态作用,在农业和医药领域中的 科植物的内生菌研究较早,从20世纪30年代就发现,造成畜 巨大应用潜力,逐渐引起了植物学家、植物病理学家、微生物学 牧业重大损失的牲畜中毒是由于食用了舍有产毒内生苗的牧 家及生态学家的广泛关注和重视,成为国内外研究的热点。 草。双子升植物的内生菌研究主要集中于经挤或药兵i植物,如: 菊科、桑科、葫芦科、梧桐科、十字花科、芭蕉科、卫矛科、珙桐 l植物内生菌及其分布 科、夹竹桃科、小檗科、瑞香科等。由于裸子植物内生线植物内生菌的概念 产生抗肿瘤和抗菌的活性物质,国内近年来在这方面的研究发 展很快。现已对红豆杉科、三尖杉科、油松科、罗汉松科、银杳科 1866年,DeB8ly首先提出了“植物内生菌”(End叩hy姆)井 将其定义为生活在植物组织内的微生物,以区分那些生活在植 等进行了系统的研究。此外,在藻类、苔藓和藏类植物中也发现 了内生苗。 物表面的微生物(Epiphyte),把微生物的致病菌也归属在内。 1986年.Ca删将内生菌定义为生活在植物的地上部分、活的 植物内生菌的分布不仅与植物的种类、基因型有关,还与 组织内,并不引起植物明显病害症状的微生物,突出强调内生 植物的生长阶段、环境条件及器官组织有关。不同植物中分离 菌与植物的共生关系,排除了植物致病菌和菌根茁。1995年.出的内生菌不同,它们在宿主植物科的水平上具有专一性。最 wⅡ∞Ⅱ对前人的概念进行了补充,认为内生苗包括在整个或部 近研究表明:有的内生菌群落可以在宿主种的水平上具有专一 分生活周期中侵染活的植物体,但对植物组织不引起明显症状 性。同一种植物,其内生菌的种类和数量也会随植株生长时间 的微生物。巨前,对植物内生菌的定义仍然有不少争论。但 增加雨增多日。健康植株与胁迫条件下的植株相比.其内生菌的 种类和数量都多。生物多样性越丰富的地区植物中内生菌的种 }£allm跚等人依据内生菌与植物的相互关系提出的概念是目 前使用摄广泛的,他认为:植物内生菌应满足两个条件:(1)是类和数量也越丰富,生长在热带、带地区的植物中内生菌 从表面消毒的植物组织或植物组织内部获得的;(2)它们酌存前种类和数量就出生长在干燥、寒冷地区的植韧中的要多。 在不会造成植物出现可见的伤害或功能的改变m。从这个概念 2植物内生菌在医药领域的开发应用研究 可以看出,“植物内生菌”是一个生态学概念而非分类学的单 位。它包括了内生寞菌、内生细菌及内生故线菌等多个微生物 内生苗与宿主植物相互作用。往往能产生各种各样具有生 ’萋金项目:陕西师范大学幢级青年基金项目 作者简介:张碗瑞,(1卯争).女,衩族,陕西西安人.助教.硕士,主要从事应用徽生物方面的讲究。 (收蒉日期:2007婚30接受日期;200知8-23) 万方数据 万方数据 理岱生翘匡掌迸最!口!!!丛妲鲤避垒堡旦卿鳇鲤垫丛垡!璺堕曼地查丝!i照唑星壁壁!!丝!!№:!l :!丛!: 可产生GA、I从、脱落酸、玉米素和玉米核苷等植物激素,较好 够澹导植物产生一些结构方面的抗性。陈世萍等”证明,在正 的促进兰花的生长发育圃。研究发现大多数黄花蒿内生菌在体 常条件下,感染内生真菌的黑麦草体内保护酶系统.如:PoD、 外培养时能产生调节小麦和黄瓜幼苗生长的代谢产物,它们不 soD的活性明显高于未感染内生真菌的植株,并认为内生真 同程度的抑制或促进着植物的生长。对其中一种炭疽菌的发酵 菌很可能增强了植物的sOD活性调节能力,从而对植物的抗 产物进行深入分析,表明该菌能产生植物生长激素I从舢。假 旱性产生有益影响。 单胞茁属、肠杆菌属、葡萄球菌属、固舞菌属以及固氨螺菌属内 4结语 生细菌的一些菌株也可产生植物生长讽节物质“,如:乙烯、生 长素、细胞激动素、细胞素等,对宿主植物的生长起促进作 植物内生菌能产生多种活性物质,具备多种生物学功能, 用。 同时又具有微生物易培养、易控制,生长繁殖迅速,不受季节、 内生菌还可以增进宿主植物对营养元素的吸收。L扣珊等圈 气候和地域的限制等优点,并可以通过诱变育种、细胞融合和 报道,在低水平氮源的土壤中,内生真菌可增加宿主对氨元索 基因工程等手段改良菌种性能.提高产量,是一类开发潜力巨 的吸收,如感染内生真菌的高羊茅叶片中的氮素含量明显高于 大的生物资源。随着国内外对植物内生菌理论研究的日益深入 没有感染内生真菌的高羊茅。从甘蔗的根茎中分离到的内生重 和技术方法的不断改进,其在生物制药、农业生产及发酵工业 氮营养醋杆菌,后来从玉米、高粱、水稻等作物中分离到的内生 等领域的应用前景必将更加广阔。 固氮菌,均能够促进宿主对氮元素的吸收。人们在研究这些内 参考文献(鼬s向∞ces) aL J。QuADT.HAI工MANNA’MAl¨mEwF.et 生固氮菌时发现有些菌类能提供高达80%的氮量于植物嘲。 【1】HAI上MANN 3,2增强植物的抗逆性 B褥嘲讧ho幻曲y自瞄in9鲥喇锄矗啪p8mc蚯工M{cr曲i01,1997, 植物内生菌能够产生拮抗物质或与昆虫、病原菌竞争营 43:895-9l Guo 养和空间,从而增强植物抵御病虫害的能力,间接促进植物的 【2l uANGDON0.Adv越c%缸吐∞咖dy My00蹄stl锄~200100(1):1躺一152(Jnchine站) 生长,这种特性越来越受到国内外专家的重视。 翻啪BRLE 李桂玲等人哪对三尖杉、南方红豆杉和香榧中内生真菌的 抗真菌活性进行了详细研究.在分离出的172株线 株可以抑制一种或多种植物病原菌的生长。纪丽莲等人从黄海 etm (4】sTRoBⅡ0^趣sswM。Fo妨E1hol丘om血n鲥船缸 海岸低盐药用植物芦竹中分离得到一株术霉属的内生真菌,对 pby鼬and血ei吼璩ofbiodiv哪时哪Jm砌m 黄瓜灰霉病菌有较强的抑菌活性阎。从杜鹃花植物中分离的链 1996,17:417m3 霉菌产生新的抗真菌物质五s伽p舯e,耐植物病原线】“JY,STROBBLGA’sⅢHu 斑交链孢霉有抑制作用侧。易图永研究发现,从水稻俸内分离 蛔gi疔∞bmdc)节rees 出的内生细菌对水稻纹枯病菌丝有抑制作用,对纹枯病菌菌核 142:2223r2226 J aL 的萌发则有强烈的抑制作用8。 【6]sTROBELOA,既sswM。uY,et Pe札al甜0p出guep砌,n wou咖i 有些植物内生菌还能产生一些毒素,导致昆虫拒食、体重 协xoI舯,dIlcing曲d叩啤ofmepi屿、Ⅳ0llemianobihs叨. ^llstJ 减轻、生长发育受抑制,甚至死亡率增加等。研究表明,禾本科 B。£.1997』5:1073一1082 植物,如:黑麦草,对象甲、黏虫、多毛长蝽和蚜虫的抗性与其内 雠i鲥ation ofCatha甩Ⅲ血岫加s蛐舭d of如doph州cfIlllgIls i姆新- 生菌合成对昆虫有毒的多种生物碱和神经毒素直接相关oq。目 m即t嘶眦tDpm曲ce 前已从加拿大白株树中分离出的内生真菌的代谢产物苯丙呋 clljrI∞) ‰m∞d酬Dmgs,2000.3l(11):805·807(1n 喃衍生物对云杉卷叶蛾有很高的杀虫活性哪。兰琪等人对苦皮 Gu0 嘲YAN0ⅪAN丑丑,z}iANGuNGl0LBo,nm.M抽ljl唧 藤中的内生苗进行研究,其中一个菌株的菌丝体丙酮提取物对 咖dy 3龄牯虫有毒杀作用,在500雌胤浓度处理下,24h后的死亡leav髂of c出nc罅1删ni咖l拙dH盯bal Cath删lthu蚰)oe岫m 率为85.3%Ⅻ。 D埘拳。2004,35(1):79-8I(hchine站) 除了产生抗生素、酶和毒素外.植物内生菌还可与病原菌 形成营养竞争的对抗关系.使病原菌因得不到正常的营养供给 A附 而消亡。姐:荧光假单胞杆菌能产生一种黄绿色噬铁索与病菌 蛐g 竞争铁.导致病菌凼得不到铁元素而死亡,但在铁充足的情况 Ph哪a唧tical】oumaL2002,37(3):172-175(mchjne∞) M.c0Rw矾J,sTROBELoA’毗d.T慨n州chy. 下,这种竞争引起的病害下降就不明显…。 【10】wAGENAAR 有些植物内生菌与病原菌具有相同的生态位,与之竞争空 tochmasins—DdIlced 间,也可增强宿主抵御病害的能力。Bacon分离的玉米内生枯 cladjdhmJ№prod2000,63:1692.1695 草芽孢杆菌与玉米病原真菌串珠镰孢具有相同的生态位,该菌 [11】陈贤*,陈析丰,南旭阳,等.喜树采内生真茸的分毫与篓定叨河南 科学00D啦!(4):431.433 在玉米体内迅速定殖和繁殖,就可有救降低该病原菌及其毒索 CHENXI^NXING,CHENX瑶Em,NAN 的积累∞。 a叩and idcml日cati∞afend印h蛐c 此外,植物内生菌能够诱导植物产生系统抗性(IsR)。v明 I瑚Ⅱ等阐认为内生菌诱导植物产生的lsR无病程相关蛋白 et81 4 v,MILLERCc唧t∞andin 【12】s11∞BELG气M叫RR (豫)的积累,不同于传统的系统获得性抗性。同时,内生菌能 pote兀Ia州fⅡycatic蛔the。ndoph蛐cfun印scl_yI曲sp臼i印一s五 万方数据 万方数据

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