內生菌對植物次生代謝產物的生物合成影響和抗逆功能研究

梁振霆 唐婷，2

（1. 湖南科技大學生命科學學院，湘潭 411201；2. 湖南科技大學重金屬污染土壤生態修復與安全利用實驗室，湘潭 411201）

植物次生代謝產物包括萜類、酚類、生物堿、肽類、固醇類、甾體類和醌類等，具有抗菌和抗病毒等藥理活性，對植物本身而言，具有調節植物生長，生物防御，抗害蟲，抗非生物脅迫等生理功能［1-4］。青蒿素、紫杉醇、人參皂苷、番茄紅素和白藜蘆醇是眾所周知的用作藥物或膳食補充劑的天然植物次生代謝產物，其藥用價值和生物合成途徑已成為目前研究焦點。然而，從植物中獲得次生代謝物的產量非常有限，無法滿足人類逐漸增長的需求，尋找提高植物次生代謝產物生物合成的途徑勢在必行。例如，芐基異喹啉類生物堿（BIAs）有重要藥用價值，由于生產水平低，結構復雜和化學合成昂貴，導致供應數量非常有限，而目前使用微生物合成網織蛋白從而生產BIAs是一種比較理想的選擇［5］。植物內生菌是長期共生或寄生在宿主內部組織中，而不對植物引發致病反應的微生物［6］。自然界中，植物和內生菌落的相互作用具有高度動態性和復雜性［7］。有益的內生菌能夠維持植物的生長健康和產生理想的次生代謝產物［8］。內生菌通過與植物共生誘導產生與植物體相類似的次生代謝產物，具有重要的藥用和經濟價值［9］。例如，紫錐菊（Echinacea purpurea）莖和葉中分離的內生細菌可以影響植物揮發性化合物，苯丙類和生物堿等次生代謝產物的合成［10］。另外，內生菌影響和調控植物眾多代謝和生理活動，例如暗隔內生菌（dark septate，DSEs）在促進水稻（Oryza sativa）生長、提高水稻對礦物質的吸收、防治生物病害、增強水稻抗逆性等方面發揮著重要作用［11］。髭脈榿葉樹（Clethra barbinervis）與根系內生真菌的相互作用，能夠增強對重金屬脅迫的耐受性以及增強對礦物營養的吸收［12］。本文綜述了內生菌對萜類，黃酮類，生物堿等植物次生代謝產物的生物合成和植物在不同環境脅迫下的抗性的影響，顯示了內生菌促進植物次生代謝物合成和植物抗逆作用中的巨大潛力，如表1、2所示，并初步探討了尋找合適的內生菌資源可能是促進植物次生代謝產物生物合成和增強植物對不良環境條件適應性的有效途徑。

表1 內生菌對植物次生代謝產物合成的影響Table1 Effects of endophytes on the biosynthesis of secondary metabolites in plants

1 植物內生菌影響萜類化合物的生物合成

萜類化合物是天然植物次生代謝物中數量最多、種類最多的一類。所有萜類化合物均由兩個通用異戊二烯單元：異戊烯基二磷酸（IPP）和二甲基烯丙基二磷酸（DMAPP）合成。這兩個前體由兩個不同的途徑產生：甲羥戊酸途徑（MVA）和非甲羥戊酸途徑（MEP）。MVA通路主要存在于細菌、植物、動物和真菌的細胞質和線粒體中，而MEP通路主要存在于真細菌、藍藻和綠藻［5，13］。近年來，研究者們發現植物內生菌對萜類化合物包括倍半萜，二萜和三萜的生物合成產生了深遠的影響。

1.1 倍半萜

倍半萜是由3個類異戊二烯單元形成的萜類化合物，主要存在于高等植物中，具有抗寄生蟲活性，抗癌活性，抗氧化活性和抗菌等生物防御功能，倍半萜及其衍生物因具有眾多藥理活性而成為豐富的藥用候選化合物庫［14］。例如，青蒿素是從青蒿（Artemisia carvifolia）植物中分離得到的一種倍半萜內酯化合物，對耐多藥的惡性瘧原蟲具有較強的抗瘧活性。然而，青蒿素從天然植物中獲得量較低，化學全合成成本較高且效率較低。因此，從一種容易獲得的微生物資源中合成青蒿素是一種提供批量的青蒿素的有效方法［13］。青蒿酸是合成青蒿素的前體物質，其藥用功能遠不如青蒿素，而在青蒿中青蒿酸含量比青蒿素高出8-10倍，有效利用含量豐富的青蒿酸尤為重要。研究者們從青蒿新鮮的莖中分離了一種內生真菌草青霉（Penicillium oxalicum），該菌能促進青蒿素的生物合成，同時將草青霉與青蒿酸共培養10 d后，發現該菌通過對青蒿酸進行選擇性羥基化、羰基化和酮化作用，結果將青蒿酸生物轉化成8種具有生物活性的衍生物，其中3種衍生物對人結腸癌細胞系（ls174t）和早幼粒細胞白血病蛋白細胞系（hl-60）比青蒿酸具有更強的細胞毒活性［15］。另外，假諾卡氏菌屬（Pseudonocardia sp. strain YIM 63111），印度梨形孢（Piriformospora indica）和嗜鉻固氮菌（Azotobacter chroococcum）共同作用，都可以促進青蒿素合成酶基因表達，最終使青蒿中青蒿素產量增加［16］。石斛（Dendrobium nobile Lindl.）受到菌根真菌MF23（Mycena sp.）侵染后，通過轉錄組測序發現，30個跟枝蔓堿（Dendrobine）倍半萜骨架生物合成酶相關基因的表達顯著上調，推測MF23可能通過MVA途徑調控石斛倍半萜生物合成［17］。熒光假單胞菌（Pseudomonas fluorescens ALEB7B）是從中國茅山地區蒼術（Atractylodes lancea）中分離的內生細菌，研究發現該內生菌通過誘導龍舌蘭（Agave americana L）幼芽種的內源激素吲哚乙酸的生物合成，以促進無氧和含氧倍半萜類化合物的積累［18］。在山根豆（Sophora tonkinensis）中分離得到的內生真菌木聚糖菌GDG-102（Xylaria sp. GDG-102），可以產生艾里莫芬烷倍半萜，具有抗炎、抗微生物、細胞毒性和抗艾滋病毒特性［19］。

1.2 二萜

二萜是含有4個異戊二烯單元的萜類化合物，其豐富的活性體現在抗瘧疾，抗炎癥，神經保護，殺滅錐蟲，抵御病蟲害的生物防御功能等多方面，廣泛應用于醫藥、植保、營養、保健和化妝品業［20］。例如，紫杉醇是一種從紅豆杉（Taxus chinensis）中提取分離獲得的復雜二萜化合物，其衍生物多西紫杉醇（商品名紫杉醇）是治療癌癥的明星藥物。紫杉醇的前體紫杉烯可以通過基因工程技術利用酵母和大腸桿菌等工程菌生物合成［21-23］。然而，其產量仍無法滿足醫藥行業對紫杉醇的巨大需求。內生真菌的快速生長、低成本高效益、不依賴氣候變化的穩定性以及基因操作的可行性給紫杉醇生產帶來了希望。研究表明，來自不同紅豆杉屬植物的內生真菌與紫杉醇產量、植物生長促進因子和其他次生代謝產物的產量具有很強的相關性［24］。例如，內生菌擬盾殼霉屬（Paraconiothyrium sp）誘導紫杉醇生物合成酶基因在紅豆杉屬植物中表達，使植物能抵御特定病原菌［25］。在紅豆杉中，內生鐮刀菌（Fusarium mairei）懸浮細胞侵染所產生的紫杉醇濃度比未受侵染的懸浮細胞高出38倍，并能刺激紅豆杉生長［21］。研究者們通常以紫杉二烯合酶（TS）為分子標記，從紅豆杉所分離的38株內生菌中篩選到12株為TS陽性，最終只有3株內生菌能檢測到一定含量的紫杉醇，其中，子囊菌屬（Ascomycetes）和德特羅霉菌屬（Deutromycetes）被認為是很有前景的紫杉醇生產者［21］。另外，從長蒴黃麻（Corchorus olitorius）中分離出一種內生擔子菌線淺孔（Grammothele lineata），也能夠產生具有細胞毒性的紫杉醇［26］。然而，內生真菌在紫杉醇工業生產中的應用前景同時也遇到了挑戰，例如，內生菌細胞內的代謝重組反應，繼代培養和貯藏過程中編碼基因的表達下調，都會導致紫杉醇生產力的降低。

表2 內生菌對宿主植物的抗逆性影響Table 2 Effects of endophytes on the stress tolerance of plants

丹參（Salvia miltiorrhiza）中分離的內生真菌脆弱毛霉（Mucor rouxii AS3.3447）制成激活劑溶液，對20 d生的丹參毛狀根搖瓶培養物進行誘導，發現丹參酮IIA和二氫丹參酮等二萜類化合物含量顯著增高［27］。在藥用植物毛喉鞘蕊花（Coleus forskohlii）中，發現內生真菌廣生亞大莖點菌（Macrophomina pseudophaseolina）通過誘導二萜關鍵合成酶CfTPS2基因表達，最終促進二萜類化合物毛喉素在植物根部大量積累［28］。另外，有些次生代謝物不是通過植物或者內生菌直接合成的，而是通過內生菌的生物轉化功能獲得。隱丹參酮是從丹參植物根部及根莖中提取分離的具有抗炎抗菌等活性的二萜類化合物，具有細胞毒性，研究發現其內生真菌脆弱毛霉（Mucor rouxii AS3.3447）能夠使隱丹參酮生物轉化成5種具有更低細胞毒性的二萜類物質，以及抗甲型流感病毒活性的新產物［29］。丹參種子內生真菌草莖點霉D603（Phoma herbarum D603）的菌絲體可以定殖于幼根組織的細胞間隙或細胞連接處，與丹參形成一種穩定的共生關系。研究發現D603可通過誘導合成植物生長激素，溶磷和產鐵載體而促進礦質元素吸收等方式促進丹參生長和根系發育，還可以刺激次生代謝產物包括丹參酮類化合物的合成與 積累［30］。

1.3 三萜

三萜類成分是一類基本母核由30個碳原子，6個異戊二烯單元所組成的萜類化合物，一般以游離形式或以與糖結合成苷或酯的形式存在于植物體中，具有抗癌、消炎、抗氧化和肝保護等多種藥用活性［31］。人參皂甙Rh2和Rg3是具有誘導腫瘤細胞凋亡，抑制腫瘤細胞增殖和腫瘤侵襲轉移等藥理活性的三萜化合物，在天然人參中含量極低［32］。從三七（Panax notoginseng）和人參（Panax ginseng）中分離的內生菌包括黃曲霉屬（Aspergillus sp.）和鐮刀霉（Fusarium sp.）都能促進人參皂甙的生物合成［1，33］。另外，三七的另外一種內生菌發根農桿菌（Agrobacterium rhizogenes）能夠使人參皂苷Rg3和Rh2的濃度分別達到62.20和18.60 mg/L［32］。從藥用植物蛇足石杉（Huperzia serrata）中分離到一株內生真菌深黃傘形霉（Umbelopsis isabellina），該菌能夠用于生物轉化而獲得具有抗炎和抗菌活性的三萜類物質，熊果酸（Ursolic acid）［34］。另外，從狹葉南五味子（Kadsura angustifolia）的內生菌霉青菌（Penicillium sp. SWUKD4.1850）發酵物中發現九種五味子三萜類化合物（schitriterpenoids），其中首次發現了一些相對罕見的高度氧化的五味子三萜類［35］，這為從非植物中獲得所需萜類化合物提供了理論基礎。

2 植物內生菌影響黃酮類化合物的生物合成

黃酮類化合物是植物界普遍存在的天然產物，具有廣闊的藥效活性，如治療心血管疾病［36-37］、抗炎癥、鎮痛［38］、抗氧化及美容護膚活性［39］等，同時在植物生理活動中充當色素、抗氧化劑、植物生長調節劑和植物抗毒素等重要角色。黃酮化合物在天然植物中提取會受到生產率低和從植物中回收混合物的復雜性的限制，使用植物內生菌促進該類化合物生物合成是一種高效經濟的方法。例如，在鐵皮石斛（Dendrobium officinale）的菌根真菌中分離得到一種邁錫尼屬真菌（Mycena sp.），將該菌培養后接種至蘭科金線蓮（Anoectochilus formosanus）中，發現其有效藥效成分-黃酮類化合物異鼠李素-3-Oβ-D-蕓香苷和異鼠李素-3-O-β-吡喃葡萄糖苷的含量有明顯增加［40］。木豆（Cajanus cajan）根中分離的內生菌白腐真菌（Hypocrea lixii）也能產生具有抗癌活性的木豆醇［41］。3種植保素包括香豆素、白藜蘆醇和蘆丁位于細胞質外體中，受黑麥草（Lolium perenne L）內生菌（Methylobacterium extorquens C1）誘導而濃度上升，促進了內生菌對多環芳烴的吸附和提高了鄰苯二酚雙加氧酶和脫氫酶的活性，該研究結果加深了對植物-微生物協同降解有機污染物機理的認識［42］。

3 植物內生菌影響生物堿的生物合成

植物中的生物堿是由氨基酸的脫羧作用產生的含氮化合物［37］。生物堿根據其生物合成中的氨基酸來源可分為幾大類：莨菪堿、吡咯烷和吡咯烷化生物堿（源自鳥氨酸）、芐異喹啉（酪氨酸）、吲哚喹啉（色氨酸）和喹啉和哌啶生物堿（賴氨酸）［38］，具有抑制病原菌［37，39］，抗藥物成癮性和生物防御等生理活性［40］。小麥（Leucojum aestivum）莖中分離出的芽孢桿菌屬內生細菌（Bacillus genus）能夠使石蒜科生物堿生物合成的前體酪氨酸含量顯著上升，從而促進石蒜科生物堿大量積累［43］。另外，在登塔木（Miquelia. dentata）中的內生細菌枯草芽孢桿菌PXJ-5（Bacillus subtilis PXJ-5），枯草孢芽桿菌CPC3（Bacillus subtilis CPC3），蠟狀芽孢桿菌菌株ChST（Bacillus cereus strain ChST）和賴氨酸芽孢桿菌（Lysinibacillus sp.）合成的次生代謝物中發現了具有抗癌活性的喜樹堿，這為喜樹堿在內生細菌中生物合成提供了新理論依據［44］。從罌粟（Papaver somniferum）葉和蒴果中分離到的內生菌可以促進植物生長和產量提高，同時還使植物中芐基異喹啉生物堿含量顯著增加［8］。將罌粟與內生菌大理石雕菌屬（Marmoricola）和不動桿菌屬（Acinetobacter）共培養，可以誘導嗎啡的關鍵生物合成酶基因COR的表達，最終提高嗎啡在罌粟中的產量［45］。

4 植物內生菌具有生物防御和抗逆生理功能

商業化的農作物生產需要使用保護手段使其免受微生物病原體的侵害，否則會使農作物降低產量和影響質量。目前，隨著科技的進步，人類越來越追求農業的可持續發展和綠色環保，不斷尋找化學農藥和肥料的代替者，使用更環保更安全的植物保護措施，特別是使用有益微生物進行生物防治。內生菌是寄生于植物組織而不破壞或引起宿主細胞出現明顯病癥的微生物，與植物存在互惠關 系［23，40，43，46］。內生菌作為生物活性產品的潛在生產者受到研究者的關注［46］。內生菌不僅能影響植物的初級代謝途徑，還能通過觸發宿主植物對不良環境條件的應激反應，合成與生物防御相關的次生代謝產物［47］。內生菌通過與植物共同作用，能夠作為天然殺菌劑和殺蟲劑，還能調節植物的防御機制［48］。利用有益微生物的次生代謝產物進行生物防治是抑制病原菌和提高植物對環境脅迫適應性的有效途徑。

4.1 生物防御

內生菌為增強宿主植物對生態環境的適應性，產生了一系列具有生物防御功能的次生代謝產物。枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）是一種革蘭氏陽性細菌，能產生超過24種抗生素物質包括多肽、蛋白質和非多肽類物質。枯草芽孢桿菌通過合成脂肽類抗生素、風菌素、枯草菌表面活性劑等直接抑制多種病原真菌或誘導宿主植物的系統抗性，為植物提供保護作用［49-50］。枯草芽孢桿菌還產生一種叫作細菌素的肽類抗生素，在宿主植物先天免疫反應中起著重要作用［50］。另外，枯草芽孢桿菌還會在植物根部形成生物膜，有助于產生脂肽，并增強其在土壤中的抗菌活性［51］。枯草芽孢桿菌還會在植物根部形成生物膜，有助于產生脂肽，并增強其在土壤中的抗菌活性［52］。根際內生真菌印度梨形孢（Serendipita indica）基因組中存在少量次生代謝合成相關的萜類合成酶基因（SiTPS），當該菌侵染番茄（Solanum lycopersici）根部時，SiTPS基因表達水平顯著上調，將SiTPS在大腸桿菌異源表達，檢測到具有抑制病原真菌活性的倍半萜產物Viridiflorol，推測印度梨形孢在定殖過程中，通過誘導倍半萜合成，阻止病原真菌對宿主植物的入侵［53］。另外，在番茄不同組織中分離出7個屬的內生細菌，分別是：不動桿菌屬（Acinetobacter）、節桿菌屬（Arthrobacter）、芽孢桿菌屬（Bacillus）、微桿菌屬（Microbacterium）、泛菌屬（Pantoea）、假單胞菌屬（Pseudomonas）和狹營養單胞菌屬（Stenotrophomonas），上述內生細菌合成的揮發性有機物能夠有效抑制番茄的煙草赤星病菌、鏈格孢霉和棒孢霉3種真菌病原體的生長。內生菌合成并釋放不同的揮發性有機化合物，可能是由于每種細菌與真菌建立的不同類型的相互作用，呈現出對一系列真菌生長抑制的作用［54］。黎藥植物艾納香（Blumea balsamifera）內生真菌粉紅粘帚霉（Clonostachys rosea）的發酵提取物對大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌以及銅綠假單胞菌表現出顯著的抑菌活性，這為尋找新型抗生素提供重要參考［55］。對內生菌使用基因工程手段可以增強該菌宿主植物的抗菌活性：Ding等［56］通過調控橡皮樹（Ficus elastica）伴生真菌非洲木霉（Trichoderma afroharzianum）的全局性調控因子后得到兩種聚酮類化合物，這兩種化合物對4種細菌和6種植物病原真菌具有生長抑制活性，其中對番茄灰霉病菌和尖孢鐮刀菌具有極高的抗菌活性。

4.2 非生物脅迫

內生菌通過調節次生代謝產物的合成，有助于提高植物對重金屬脅迫的抗性。在不同濃度的砷脅迫下，根際內生菌印度梨形孢（Piriformospora indica）能夠顯著提高青蒿的生物量，通過調控青蒿素生物合成基因、類異戊二烯、萜類、黃酮類生物合成途徑基因和信號分子的轉錄水平以增加黃酮類化合物和青蒿素等次生代謝產物的生物合成，激活過氧化酶的活性，提高青蒿對砷脅迫的抗性［57］。水稻（Oryza sativa）中分離的內生菌巨大芽孢桿菌H3（Bacillus megaterium H3）通過降低土壤中有效砷含量和增加植物根表面砷吸附量，以減少水稻組織對砷的吸收［58］。一種脫落酸（ABA）分解代謝細菌，青生紅球菌（Rhodococcus qingshengii）已被證明能夠促進多種植物吸收土壤中的鎘、鋅、和鎳等重金屬，研究表明通過接種脫落酸分解細菌以代謝植物中的脫落酸可能是提高重金屬污染土壤進行植物修復效率的一種替代策略［59］。研究者通過利用狼尾草（Pennisetum purpureum Schum）內生菌芽孢桿菌BM18-2（Bacillus BM18-2）的孢子施加到土壤中作為生物肥料，顯著增強了狼尾草對鎘污染土壤的修復能力［60］。

內生菌產生多種次生代謝產物以調節植物對水分脅迫的響應。藜（Chenopodium album）根中分離的內生菌黃曲霉CHS1（Aspergillus flavus）不僅在正常條件下具有促進植物生長的特性包括增溶磷酸鹽、合成吲哚乙酸和赤霉素等植物激素；在400 mmol/L NaCl處理下，通過負調控ABA和JA生物合成以及正調控一系列抗氧化酶的活性，以增強大豆對鹽脅迫的耐受能力［61］。玉米（Zea mays）接種內生菌SXSP1（Meyerozyma caribbica）后進行鹽脅迫處理，結果表明內生菌能夠刺激誘導吲哚-3-乙酸（IAA）合成而顯著促進植物生長，提高葉綠素、類胡蘿卜素、脯氨酸、酚類物質和黃酮類化合物的含量，通過降低內源ABA含量而保持相對含水量，激活過氧化氫酶和過氧化物酶活性，降低鹽脅迫對植物的不利影響［62］。鷹嘴豆（Cicer ariietinum）中分離出的內生細菌枯草芽孢桿菌NUU4（Bacillus subtilis NUU4）和根瘤菌ciceriic53（Rhizobium ciceriic53）共同誘導IAA的生物合成，促進鷹嘴豆根瘤的形成，以提高植物對鹽脅迫的適應能力［63］。另外，短小芽孢桿菌（Bacillus subtilis）接種甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch）后，植物中總黃酮、總多糖、甘草酸和抗氧化物質含量均顯著增加，甘草酸合成關鍵酶基因表達水平明顯升高，最終甘草對干旱脅迫的抗性 增強［64］。

內生菌調控次生代謝產物參與植物抵御溫度脅迫。在冷凍條件下，印度梨形孢刺激擬南芥（Arabidopsis thaliana）中油菜素內酯（BR）和ABA生物合成，誘導CORs，BZR1，SAG1 和PYL6等CBF依賴途徑相關基因的表達，幫助植物適應冷凍脅迫以及凍融后的恢復［65］。蠟樣芽孢桿菌（Bacillus cereus SA1）在高溫脅迫下，能產生赤霉素、吲哚乙酸和有機酸等生物活性代謝物，使大豆（Glycine max）增強SA生物合成而降低ABA含量，提高抗壞血酸過氧化物酶、超氧化物歧化酶及谷胱甘肽含量，誘導熱激蛋白表達，增加鉀離子濃度，緩解熱脅迫對植物的傷害［66］。大豆（Glycine max）的根瘤菌（Rhizobium）具有高效固氮特性，還能提高植物對強酸堿，高溫和重金屬脅迫的耐受性。與栽培大豆相比，野生大豆內生真菌種類較多，具有高效的三萜、酚類和多糖的合成途徑，因此對各種非生物脅迫具有較強的耐受性［40］。

5 總結和展望

植物次生代謝物具有豐富多樣的結構和廣泛的生物活性，是醫藥、化妝品、和保健品行業中關鍵化合物的來源。然而，制藥工業中所使用的天然化合物來源于植物的比例占25%，但直接從植物中獲得數量非常有限，而結構復雜的次生代謝物如芐基異喹啉類生物堿，陣痛麻醉藥嗎啡，抗菌藥物小檗堿，黃芩堿和木蘭花堿，其總化學合成可行性不大，且經濟成本高。因此，一種有吸引力的替代方法是在植物內生菌促進次生代謝物的生物合成或通過轉化途徑而獲得。由于微生物相比于植物，具有培養周期短，基因操作容易等優點，已成為研究次生代謝工程的成熟工具。此外，微生物生物合成比化學合成更環保。這些都將成為挖掘促進植物次生代謝產物生物合成的微生物資源的重要原因，本文重點闡述了植物次生代謝物的微生物促生與轉化，與通過天然植物來源或通過化學合成形成對比，顯示了微生物資源的快速、經濟和對環境友好的潛力。內生菌雖作為一種潛在的次生代謝產物的新型工業平臺，由于內生菌在不斷繼代培養和貯藏過程中造成次生代謝產物產量降低，這是目前仍需要克服的研究難點。

內生真菌對宿主植物互惠共利，在植物組織中普遍存在，是開發植物病原體的生物控制劑的重要來源。內生菌在與宿主植物長期共生或協同過程中，通過誘導系統抗性并增強環境脅迫耐受性、抗菌和競爭性抑制來促進植物生長以充當生物肥料和生物殺蟲劑。兩大類內生菌包括芽孢桿菌屬和印度梨形孢屬，能夠促進多種藥用植物或農作物生物合成多樣化的次生代謝產物，以幫助植物抵御生物防御或惡劣的環境脅迫，是開發微生物菌劑的寶貴資源。然而，植物內生菌落的結構、動態和功能，植物次生代謝物與內生菌落相互作用的影響因子，空間模式和信號轉導途徑，內生菌調控植物次生代謝產物生物合成的具體作用機制和分子基礎還有待進一步探索。植物內生菌的基本遺傳控制，以及它們如何受到其他微生物群和環境條件變化的影響，需要更加關注。

今后研究將借助植物生理學、分子生物學、遺傳學等眾多學科交叉，單細胞基因組學和專門的植物代謝組學等分析工具，重點通過全基因組序列來識別新次生代謝產物的生物合成途徑的“基因簇”，篩選具有可持續合成次生代謝產物的新型內生菌資源，揭示調控次生代謝生物合成基因簇表達的分子信號和轉錄因子，探索與植物生長發育協同進化的微生物群落，為揭示內生菌通過次生代謝產物調控植物適應生物和非生物脅迫提供新的理論依據和研究視角。