藥用植物黃精內生菌研究進展

李明健 陳曉芳

摘要：黃精是我國重要的藥食同源植物之一，其蘊藏著豐富的內生菌資源，眾多研究表明，內生菌是具有巨大開發潛力的微生物資源。該文歸納了近年來黃精內生菌多樣性、抑菌活性等方面的研究進展，以期為黃精內生菌今后的研究提供參考。

關鍵詞：黃精;內生菌;多樣性;抑菌活性;活性物質

中圖分類號 R284 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2020）16-0038-02

黃精（Polygonatlum sibiricum）又名爪子參、老虎姜、雞爪參，為多年生百合科植物。作為藥材使用的是黃精（Polygonatum sibiricum Red.） 、滇酒精（Polygonatumkingianum Coll.et Hemsl. ）和多花黃精（Polygonatum cyrto-nema Hua）3個品種的干燥根莖。作為重要的藥食同源的植物資源，黃精在我國已有上千年的使用歷史，在《神農本草經》《百草綱目》等書中均有記載。中醫認為，黃精味甘性平，具有養陰潤肺、補腎益精的滋補功能，可用于脾胃虛弱、肺虛燥咳、腎虛乏力等癥狀。現代研究表明，黃精藥物化學成分豐富主要含有黃精多糖、甾體皂苷、黃酮等，藥理活性多樣在降血糖血脂、調節和提高免疫力、改善記憶力、保護心血管、延緩衰老、消炎抗病毒、抗腫瘤等諸多方面有作用[1]。目前，由于黃精具有重要的營養保健和藥用經濟價值，使其處于供不應求的狀態。

植物內生菌是指植物在長期生長發育過程中，能夠與植物共同生存或者某一段時間定殖于植物中并且不會引起明顯病害的微生物，包括細菌、真菌、放線菌。內生菌在各種植物中廣泛存在，種類數量眾多，是具有巨大開發利用潛力的微生物資源[2]。不同環境下、不同植物中含有的內生菌在數量和種群結構上都存在很大的差異。在長期歷史進化的過程中，內生菌與植物在一定環境條件下建立起互利共生的關系，植物內生菌依靠侵入宿主植株來獲得營養和庇護，同時內生菌的代謝產物能增強宿主植株的抗逆性，具有促進植物生長等作用[3]。目前，國內外的研究表明，植物內生菌能夠產生與宿主相同或相似的代謝產物，特別是藥用植物可以從內生菌代謝物中尋找篩選具有藥用活性的物質來替代稀缺珍貴、生長周期慢的宿主植物[4];微生物具有生長繁殖快，培養容易控制，成本低等諸多優點，更適于工業化生產。在內生菌研究和黃精開發利用火熱的背景下，黃精植株內生菌的研究受到了越來越多的科學研究者的關注，從中開發有價值的微生物是滿足醫藥生產、生物防治等方面的有效途徑。

1 黃精內生菌多樣性

1.1 真菌類 汪瀅等[5]從多花黃精中分離一株具有抗菌活性的真菌，經形態學和分子序列鑒定位變灰青霉（Peni-cllium canescens ）。李艷玲等[6]從泰山黃精的根、莖、葉組織塊和果實中分離得到32株內生真菌，經分子生物學鑒定為7個屬，鐮刀菌屬占31.3%最多，其次是不產孢真菌占28.1%。楊洪蕓等[7]從黃精根莖中分離純化到1株具有抗氧化活性的內生真菌HJG3。韋中強[8]等從重慶野生黃精的根部中分離得到了地球囊霉（Glomus geosporum）和摩西球囊霉（Funneliformis）菌根真菌。

1.2細菌類 柏曉輝等[9]從黃山野生黃精的根莖組織中分離得到1株內生細菌，經形態學和分子序列鑒定該菌為芽孢桿菌屬。吳依婷等[10]從黃精中分離得到共40株內生細菌。遲惠榮等[11]從多花黃精的根、蓮、葉內分離得到11株內生細菌，其中對尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum）具有拮抗作用的菌株，經形態和分子初步確定該菌株為貝萊斯芽胞樸菌（Bacillus velezensis）。

1.3 放線菌類 李小林等[12]從黃精中共分離純化得到52株放線菌，經菌落的形態特征和革蘭氏染色的特征初步判定所有菌株均為鏈霉菌屬。

近2年來黃精內生菌方面的研究越來越多，在細菌、真菌、放線菌類都有涉及，但基本都是淺嘗輒止，在內生真菌分類鑒定方面尚未進行系統、深入的研究。內生菌在分離過程中有很多不確定因素和隨機性，在不同季節和地域分離的菌株在種類上也會存在偏差，種屬分離得到不完全;內生菌群落無法構建種族關系，菌群與宿主黃精之間的共生機制更無法分析。

2 黃精內生菌抑菌活性及其代謝產物

汪瀅等從黃精內生真菌變灰青霉的發酵液中分離出3種化合物，這3種化合物通過抑菌活性測試發現對多種植物病原菌具有抑菌活性。其中，化合物灰黃霉素對灰葡萄孢（Botryis cinerea ）、圓形炭疽菌（Colletotrichum orbi-culare）等4種病原真菌的抑菌活性最強，具有生物防治的開發價值。李艷玲等分離得到的32株內生真菌中，其中8株具有廣譜的抗菌活性。柏曉輝等篩選得到的一株芽孢桿菌，對測試菌蘇云金芽孢桿菌（Bacillus thuringiensis）、綠膿桿菌（Pseudomonas aeruginosa）和鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhi）均具有顯著的抑菌效果。吳依婷等研究發現了一株經鑒定為枯草芽孢桿菌的黃精內生菌，對病原菌的抑菌圈半徑可達13mm。翟大才等[13]同樣得到1株枯草芽孢桿菌，該菌對金黃色葡萄球菌（staphylococcusaureus）、大腸樸菌（Escherichia coli）和綠膿桿菌具有顯著抑菌效果。程子洋等[15]從多花黃精內生真菌（Aspergillusochraceus）的次生代謝產物分離得到15個化合物。

以上研究表明，無論是黃精的內生真菌還是內生細菌，對許多病原菌都具有較好的抑菌活性，是具有生物防治或者醫藥生產開發價值的資源，并且微生物發酵快，生產易于控制。但是目前對這方面的研究還有較長的路要走，一方面，內生菌抑菌機制尚未研究透徹;另一方面，內生菌的抑菌活性物質濃度低，尚不能直接用于擴大生產。

3 其他方面

楊洪蕓等對黃精內生真菌進行了抗氧化活性研究，采用DPPH法和鐵氰化鉀還原力法證明內生真菌HJG3具有抗氧化性質，具有開發天然生物活性成分的價值。韋中強等研究認為，叢枝菌根真菌（AMF）對黃精生長有一定的促進作用。曹冠華等[14]對滇黃精的AMF和深色有隔內生真菌（DSE）定殖情況進行系統調查，結果表明，在滇黃精中AMF和DSE有著較高的定殖率，并且與滇黃精的主要功效成分含量之間呈正相關。遲惠榮等結果表明，多花黃精內生菌貝萊斯芽孢桿菌能夠產生激動素、吲哚乙酸、赤霉素等多種植物激素，對宿主植株具有顯著的促進生長的效果。

4 展望

隨著對黃精越來越多的開發研究，近年來，對黃精內生菌的研究越來越多，在內生真菌、細菌、放線菌的都有涉及，但缺乏系統性研究。主要體現在如下幾個方面：一黃精內生菌種群的多樣性、菌與宿主植株相互之間的關系并未研究透徹;二是黃精內生菌的生態功能比如菌根菌定殖機制等有待開發;三是內生菌產生活性產物與宿主的關系及其抑菌機制的研究;四是如何將已得到的具有很好的活性產物的菌利用工業化生產等方面，仍需進一步挖掘和研究。

目前不僅是黃精，許多的藥用植物如杜仲、鐵皮石斛、天麻等的內生菌研究結果并未得到真正的生產化利用。只有把內生菌與宿主植株之間的關系機制等方面全方位的探索和研究清楚，才能讓龐大的藥用植物內生菌資源得到工業化生產應用。

參考文獻

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[15 ]程子洋，柯仲成，吳永祥.多花黃精內生真菌Aspergillus ochra-ceus的代謝產物研究[J].中草藥，2019（22）.

（責編：張宏民）

基金項目：畢節科技局聯合基金（畢科聯合字YZ[2019]4號）;畢節科技局聯合基金（畢科聯合字YZ[2017]02號）。

作者簡介：李明健（1989-），男，江西撫州人，碩士，講師，研究方向：植物微生物資源及分子生物學。 收稿日期：2020-06-24