微生物研究进展chapter7-内生菌研究进展

第七章植物内生菌研究进展一、植物内生菌简介二、内生菌合成次生代谢产物的研究进展三、内生菌的研究方向展望农学系生物技术专业课程《微生物学研究进展》一、植物内生菌（endophyte）简介那些在其生活史中的全部或某一阶段生活在植物组织内，不引起植物组织明显病害症状的微生物。包括：内生真菌和内生细菌。表面微生物1、内生菌的概念豆科植物与根瘤菌(Rhizobium)非豆科植物与Frankia放线菌形成的共生体外生菌根和内生菌根•内生菌是生态学概念，而非分类单位。植物内生真菌世界已知植物约有27万种，药用植物约11000种。研究过内生菌的植物只有几百种。2、植物内生菌的普遍存在性和多样性影响内生菌种类的因素：植物的生长地域、品种、气候、季节、植株的不同部位（组织专一性）等。药用植物内生菌资源！•通过种子传递给植物；•通过对植物细胞纤维素的降解，破坏植物细胞壁，从而进入；•根际菌通过植物侧根的裂缝进入植物，经过长期的协同进化，与植物建立了一种和谐的内生关系。许多内生菌能利用纤维素为唯一碳源生长。3、植物内生菌的起源互利互惠：固氮、促生长（IAA、吲哚乙腈等）、抗逆（如重金属）、抗动物摄食、抗病原菌。中性隐性致病4、内生菌与植物的关系二、内生菌合成次生代谢产物的研究进展1、内生菌合成次生代谢产物的种类有些是与宿主相同或相似的生物活性物质，有些是新物质，具有特殊的生理功能。植物内生菌具有产生与宿主相同或相似的生物活性物质的能力并不是个别现象。结构上可分为：生物碱、甾醇、萜类、异香豆素、醌类、黄酮、苯丙素和木质素、肽类、酚及酚酸类、脂肪族化合物等。•基因传递理论：基因的水平转移传递方向：能产生紫杉醇的植物只有红豆杉紫杉醇产生菌有多样性2、“协同进化”机制——解释内生菌可以产生与植物相同或相似的生物活性物质•内共生理论：产生与植物相同的代谢物有利于微生物在竞争性环境中生存下来。3、产抗肿瘤活性物质的内生菌长春花(Catharanthusroseus)中的长春碱广谱、高效的抗肿瘤药物，可用于治疗恶性淋巴肿瘤、白血病等，已广泛用于临床。桃儿七(SinopodophyllumHexandrum)中的鬼臼毒素美登木(Maytenushookeri)中的美登素。长春花长春碱紫杉醇：一种重要的抗肿瘤药物,对卵巢癌、乳腺癌等多种恶性肿瘤具有突出的疗效,但因红豆杉植物资源有限,造成紫杉醇价格昂贵。1993年，Stierle等人从短叶红豆杉(Taxusbrevifolio)的韧皮部分离到一株能产抗癌活性物质紫杉醇的内生真菌。内生菌的紫杉醇合成量：50ng/L～185mg/L优化、诱变和工程菌后：448mg/L4、产生杀虫活性物质的内生菌除虫菊形态图天然除虫菊素（酯）的结构生长速率法10-1发酵液对辣椒疫霉病菌菌丝生长抑制10-1发酵液对番茄灰霉病菌菌丝生长抑制0.5mg/mL丙酮提取物对小麦纹枯病菌丝生长抑制果实刺针法发酵液原液对番茄灰霉病的保护盆栽法对黄瓜霜霉病的保护研究和开发路线图根、茎、叶、花优化指标？菌量、抑菌活性或？根、茎、叶、花三、内生菌的研究方向展望自然资源日渐匮乏、环境污染日益严重之时，内生菌的研究更加重要！1、植物内生菌资源的保护野生中草药的药效优于人工栽培的原因：野生环境生长的中药内生菌作用！对许多传统药用植物而言，真正的疗效成分可能不是来自植物本身而是其中的内生菌。2、植物内生菌分离材料的选择策略生活于独特环境（严酷、高度生物多样性地区）中的珍稀植物。3、内生菌分离和鉴定方法的改进表面微生物与内生菌的区分；不可培养性；内生菌与宿主植物协同进化，形态特征特殊。4、内生菌合成次生代谢产物的研究思路外部环境、培养条件对内生菌代谢途径和代谢产物的影响，甚至是质的变化。新型天然产物的发现。(抗肿瘤药物、生防因子！)工业化生产的瓶颈——产量过低！