三七內生菌的研究進展

劉會芝，潘小霞*，楊明摯

1.云南民族大學民族醫藥學院，民族藥資源化學國家民委-教育部重點實驗室，云南 昆明 650504

2.云南大學生態與環境學院，云南 昆明 650504

內生菌是指生活在植物器官或組織內，但不會導致明顯病害癥狀的微生物[1]。一般來說，每種藥用植物可培養的內生菌數量在幾十種到上百種不等。內生菌與宿主植物經過長期共同演化后形成一種復雜而獨特的共生關系，即宿主植物向內生菌提供支持其生存所需的營養物質和生存環境，而內生菌則以各種方式幫助宿主植物獲取養分、增強其抗性等，二者互惠共生。已有研究表明，內生菌之所以能夠產生與宿主植物具有相同或相近的藥效物質，是由于其能與植物進行基因整合。此外，在內生菌的協同作用下，宿主植物能夠更好地合成活性成分，使中藥材中的有效成分含量增加[2-3]。

三七為五加科植物三七Panaxnotoginseng(Burk.) F.H.Chen 的干燥根和根莖，又稱作田七、參三七、金不換等[4]。其作為我國的傳統中草藥，種植歷史悠久，主產于云南、廣西、貴州、四川等地。研究表明三七內生菌不僅能夠拮抗三七根腐病，而且還能合成吲哚乙酸和赤霉素等植物生長調節劑[5]；三七內生菌的次生代謝物對三七根腐病有一定拮抗作用[6]。Chen 等[7]發現三七內生菌木霉菌TrichodermagamsiiYIM PH30019 通過產生揮發性有機物保護三七植株免受土傳病害的侵害。三七內生菌除了可促進宿主三七的生長發育、提高其抗病能力外，還可轉化三七主要皂苷成分和產生具有抗植物病原真菌活性的次生代謝物。表明三七內生菌有望用于三七病害的生物防治、提高三七有效成分含量等方面。

隨著三七原材料需求的日益擴大，盲目追求產量而導致的連作障礙、農殘超標、高產低質等難題嚴重制約三七產業的可持續發展。如何利用新技術大幅提高三七藥用成分含量，有效、可持續和低成本地獲得藥用成分皂苷，已成為三七資源及藥用成分研究的重要內容和新的發展方向。因此，發掘能夠促生長、提高宿主抗性及促進三七皂苷等次生代謝產物生物合成的內生菌資源具有重要意義。據此，本文對國內外關于三七內生菌的最新研究成果進行綜述，并展望其未來研究發展方向，為利用內生菌在三七有機種植和農業生產、三七藥效成分生產等領域提供參考。

1 三七內生菌群多樣性

1.1 三七可培養內生菌群的多樣性

近年來，研究者采用操作工序較為簡便的組織分離法在三七中分離到多種內生菌。如從三七根、莖、葉中鑒定出22 株三七內生放線菌，屬于鏈霉菌屬、放線產孢菌屬、擬諾卡氏菌屬、黃英菌屬，其中鏈霉菌屬為優勢菌屬[6]。李維蛟等[8]從三七中分離的24 株內生菌經鑒定為12 個屬，包括8 株球毛殼菌Chaetomidiumarxii、3 株膠孢刺盤孢菌Colletotrichumgloeosporioides、3 株普通青霉菌Penicilliumcommune、2 株擔子菌Bjerkanderaadusta，炭角菌屬Xylariaceaesp.、鏈格孢菌Alternariaalternata、柄孢殼屬Podosporasp.、繩生毛殼菌Chaetomiumfunicola、芳香鐮孢菌Fusarium redolens、梭孢殼屬Thielaviasp.、鏈格孢菌A.arborescens、金黃毛殼菌Chaetomiumaureum各1株；從葉片中分離出的優勢菌株為普通青霉菌和膠孢刺盤孢菌，從三七須根中分離出的優勢菌株為球毛殼菌。從三七的根、莖和葉中共分離出158 株形態各異的內生真菌被鑒定為19 個屬91 個種，其中包含1 個新菌種[9]。Zheng 等[10]將分離自三七的根、莖、葉和種子的89 株內生真菌分為23 個屬和1 個屬于糞殼菌綱（Sordariomycetes）的未知分類單元。Liu 等[11]在健康的3 年生三七根中分離到1 株新的木霉屬內生真菌T.panacissp.nov.。Zhang 等[12]從云南3年生三七根中分離到1株內生真菌Verruconis panacissp.nov.（SYPF8337T），是三七內生菌分離的第1 個Verruconis屬真菌。Liu 等[13]從三七種子中分離到137 株內生細菌，分為8 個屬，假單胞菌屬為優勢種群；在燕山盤龍種植區三七種子中分離出的內生細菌最多，假單孢菌屬在燕山盤龍、文山東山和丘北雙龍營3 個種植區的三七種子內生細菌中屬于優勢菌屬；在燕山盤龍和丘北雙龍營2 個種植區分離出的第2 和3 優勢菌屬分別為腸桿菌屬和寡氧單孢菌屬。黃貽杰[5]從三七根、莖、葉中分離出17 株內生細菌和45 株內生真菌被分為42 個屬。Yu 等[14]從三七根中分離到1 株新的內生真菌Drechmeriapanacissp.nov.（SYPF8335T）。Fan 等[15]從三七健康與根腐病植株根際土壤中共分離得到279 株細菌，主要分布于厚壁菌門、變形菌門、放線菌門和擬桿菌門。以上研究為三七內生菌的深入研究提供豐富的菌種資源。

1.2 三七不可培養內生菌群的多樣性

近年來，借助高通量測序技術可以獲得較為全面的植物內生菌多樣性信息，與純培養相比，該技術具有信息量大、可靠性高等優點，并且可準確地反映植物內生微生物的種類組成和真實比例。利用高通量測序從三七根、莖、葉、葉柄和種子等部位篩選到104 株對三七根腐病有拮抗活性的內生細菌，分屬于厚壁菌門、變形菌門、放線菌門、擬桿菌門、綠桿菌門；此外，該課題組研究表明在三七各組織中的優勢菌屬均含有芽孢桿菌屬[16]。Dong等[17]發現三七花、葉、莖的康耐斯氏桿菌屬、芽單孢菌屬、全噬菌屬、蒼黃桿菌屬、嗜甲基菌屬、突柄桿菌屬和土壤紅桿菌屬的豐度較高；根原纖維中慢生大豆根瘤菌、新鞘氨醇菌屬、苯基桿菌屬、鞘脂菌屬和類固醇桿菌的豐度較高；進一步研究發現三七花、葉、莖的內生細菌具有較高的多樣性，而根部內生菌的多樣性較低。Wu 等[18]發現根中的優勢細菌門有酸性細菌門、放線菌門、擬桿菌門、藍藻門和變形菌門；優勢真菌門有子囊菌門、擔子菌門和接合菌門。Wang 等[19]發現在三七根內生菌中最豐富的8 個屬是假單胞菌屬、農桿菌屬、貪食菌屬、鞘脂菌屬、阿菲波菌屬、羅河桿菌屬、伯克氏菌屬和紫色桿菌屬。高通量測序發現內生細菌在三七不同部位的多樣性和優勢菌屬也有差異，整體表現為根部最多，其次葉片、莖中最少；其中根中的優勢菌屬為Burkholderia、Caballeronia、Paraburkholderia和埃希氏志賀菌屬，莖中的優勢菌屬是假單孢菌屬，葉中的優勢菌屬為痤瘡桿菌屬和勞爾氏菌屬[20]。

三七內生菌在健康和染病植株中的分布存在較大差異，大量研究表明土赤殼屬和葡萄孢屬主要存在于健康和根腐病植株根內。鐮刀菌屬、根霉菌屬、貪食菌屬、拉恩氏菌屬、萊略特氏菌屬、假單孢菌屬、歐文氏菌屬等在染病三七根中為優勢菌群；而健康三七中則以芽孢桿菌屬、假單胞菌屬、伯克氏菌屬、溶桿菌屬、副伯克氏菌屬為優勢菌群[18-19,21-23]。此外，李欣等[24]發現茄腐鐮刀菌Fusariumsolani只分布在三七根腐病植株根部。Zhao 等[25]將從三七根、莖、葉中分離到的內生菌分為6 個屬，其中擬盤多毛孢屬是健康和染病植株中的優勢菌屬，而炭疽菌屬和鏈格孢屬僅從染病植株中分離得到，黑孢屬僅從健康植株中分離得到。陸曉菊等[26]發現節桿菌屬、芽孢桿菌屬、鏈霉菌屬及伯克氏菌屬是健康三七根際土壤中的優勢菌屬；而根腐病三七根際土壤中的優勢菌屬包括寡養單胞菌屬、羅爾斯頓菌屬和鞘氨醇單胞菌屬。Tan 等[27]通過Illumina MiSeq測序研究了三七連作對根際和根內真菌的影響，發現子囊菌門、接合菌門、擔子菌門和壺菌門是三七根腐病的優勢菌門，柱孢菌屬、鐮刀菌屬和球腔菌屬為優勢屬。裸孢殼屬、鐮孢菌屬、球腔菌屬、柱孢菌屬、青霉屬、曲霉屬、圓孢霉屬、木霉菌屬、毛殼菌屬和粗糙孔菌屬是健康三七根際的優勢菌屬。Miao 等[28]發現2 年生健康三七根際的優勢菌門主要是接合菌門和子囊菌門。

此外，新鮮和干燥三七內生細菌的多樣性和代謝功能也存在顯著差異，Zhang 等[29]發現新鮮三七內生細菌的多樣性顯著高于干燥三七；新鮮和干燥三七中的優勢細菌門分別為變形菌門和厚壁菌門，優勢菌屬分別為腸桿菌屬和芽孢桿菌屬；干燥三七中能代謝萜類和聚酮類的內生細菌的豐度相對較高。

2 內生菌在宿主三七中的主要功能及其應用

2.1 促進三七生長

大量研究表明，內生菌對宿主植物三七的各項生長指標有積極影響，其促進三七生長發育主要體現在以下2 方面：（1）通過影響植物體內的物質代謝，從而提高植物的資源利用效率；（2）三七內生菌能夠分泌生長素等促進三七生長的激素類物質。張琳等[30]以三七的內生細菌產氣腸桿菌PN8、普城沙雷氏菌PN12、嗜麥芽窄食單胞菌PN15 為對象，研究其合成吲哚乙酸、1-氨基環丙烷-1 羧酸（1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid deaminase，ACC）脫氨酶和解磷等活性，發現這3 種菌株表現出不同程度的促生長活性及溶磷的能力，菌株PN12和PN15 可產生嗜鐵素。其中菌株PN12 產ACC 脫氨酶和菌株PN15 產吲哚乙酸活性最高。從三七芽中分離到1 株能分泌吲哚乙酸和茉莉酸的內生真菌枝頂孢霉Acremoniumsp.（D212），接種此菌后的三七內源性吲哚乙酸和赤霉素水平均顯著提高，其定殖還可促進三七根系生長[31]。三七內生菌假花鐮孢菌F.pseudoanthophilum、毛葉炭疽刺盤孢菌C.aeschynomenes和附球菌Epicoccumthailandicum具有產生吲哚乙酸和赤霉素的功能，以菌株毛葉炭疽刺盤孢菌的活性最高，接種這3 種菌劑后，人參幼苗葉長和鮮質量顯著提高[5]。以上研究表明三七內生菌對三七的生長具有明顯的促進作用，可能是通過干預宿主營養元素的吸收、植物激素的產生等促進三七的生長。

2.2 誘導三七產生系統抗性保護

內生菌能夠誘導宿主三七產生系統抗性，從而增強其對逆境脅迫的抵抗力，如使植物抵抗干旱、低溫、高溫等環境條件。此外，內生菌不僅可以改變宿主植物的形態結構，還能改善其生理特性從而提升宿主植物對外界環境變化的適應能力。

研究發現，三七內生真菌D212 可以定殖在三七根系，增強三七對根腐病的抗性[31]。張玉潔等[32]從三七根、莖、葉中分離到108 株內生真菌，其中14 株對壞損柱孢菌和三七黃腐病菌都具有抑制作用，2 株內生真菌的次生代謝產物對壞損柱孢菌有較強的抑制作用；此外，該團隊發現從三七根莖中分離的毛殼屬內生真菌對三七根腐病主要病原菌壞損柱孢菌的抑制作用較強[33]。黃貽杰等[34]研究表明三七內生真菌假花鐮孢菌對根腐病原菌尖孢鐮刀菌F.oxysporum的抑制率達到53.33%。宋瑩盼[35]發現三七內生放線菌對玉米大斑、番茄灰霉病菌、稻瘟病等植物病原菌的抑菌圈直徑在2.3～2.6 cm。三七根內生真菌球孢枝孢霉Cladosporium sphaerospermum和支孢樣枝孢霉Cladosporium cladosporioid對重金屬鉛、砷具有較好的耐性[36]。Zheng 等[10]發現三七內生真菌對根腐病病原菌表現出較強的拮抗活性，如虎皮青霉P.crustosum和擬康寧木霉T.koningiopsis對尖孢鐮刀菌有較強抑制作用；尖孢枝孢菌C.oxysporum、膠孢炭疽菌和擬康寧木霉對茄病鐮刀菌有較強的抑制作用；尤韋可擬盤多毛孢菌Pestalotiopsisuvicola對草莖點霉Phomaherbarum有較強的抑制作用。從三七各個組織中分離出的芽孢桿菌屬內生細菌對3 種三七根腐病復合病原菌尖孢鐮孢菌、羅爾斯頓菌屬菌Ralstoniasp.和北方根結線蟲Meloidogynehapla表現出不同的拮抗活性，其中解淀粉芽孢桿菌Bacillusamyloliquefacienssubsp.Plantarum、甲基營養型芽孢桿菌B.methylotrophicus、蠟樣芽孢桿菌B.cereus和索諾拉沙漠芽孢B.sonorensis對3種病原菌均有較好的抑制活性[16]。從2 年生健康三七中分離到2 株內生真菌擬康寧木霉菌YIM PH30002 和蓋姆斯木霉YIM PH30019，前者能夠有效抑制病原真菌的生長，產生的揮發性有機物在一定程度上可抑制病原真菌的生長，后者對三七根腐病病原真菌具有較好的拮抗活性[37]。以三七內生菌假花鐮孢菌、毛葉炭疽刺盤孢菌和附球菌作為生防菌劑對尖孢鐮刀菌具有顯著的拮抗活性[5]。鏈霉菌屬放線菌能夠拮抗三七根腐病病原菌，其中環狀鏈霉菌Streptomycesanulatus、西糖氏鏈霉菌S.setonii對黑附球菌E.nigrum有較好的拮抗活性；環狀鏈霉菌對茄腐鐮刀菌有一定的拮抗效果；黃白鏈霉菌Streptomycesalbidoflavus、西唐氏鏈霉菌對黃瓜萎焉病菌Plectosphaerella cucumerina有較好的抗菌活性[6]。以上研究表明三七內生菌具有誘導三七產生抗性保護作用，尤其對根腐病病原菌有較好的拮抗能力，為三七根腐病防治或以三七內生菌作為生防因子的研究提供了有利的參考依據。

3 內生菌對宿主三七代謝的影響

在長期的協同進化過程中，內生菌與三七間逐漸形成互惠共生的關系，二者的代謝合成途徑在互作中發生變化。內生菌可以誘導三七合成代謝產物，也可以將三七代謝產物轉化為另一代謝物；此外，三七內生菌本身也可以產生很多具有藥用價值的代謝產物，如生物堿類、萜類、聚酮類等化合物。

3.1 內生菌誘導三七代謝產物合成

對三七內生菌的研究表明，內生菌不但自身可以產生活性成分，還能誘導宿主三七產生藥效物質。如三七內生真菌鐮刀菌PN8 具有合成人參皂苷Rb1、Rd 和Rg3的能力，曲霉屬PN17 具有合成人參皂苷Re、Rd 和Rg3的能力[38]。腸桿菌屬真菌N3 在以蔗糖為碳源、牛肉膏為氮源、在pH 值為7和28 ℃條件下能夠更好地合成三七皂苷[39]。接種三七內生真菌D212 可以促進三七植株中人參皂苷Re、Rd、Rb1、R1和Rg1的生物合成[31]。曹冠華等[40]發現將根內球囊霉Glomusintraradices回接到三七上能夠促進與三七皂苷生物合成的相關基因PnCyp450_3的顯著上調。以上研究表明合理利用內生菌是刺激藥用植物三七次生代謝產物產生的有效方案。

3.2 內生菌轉化三七代謝產物

三七內生菌擁有完整且龐大的產酶體系，其發酵產物可以對宿主植物中的活性物質進行轉化和修飾，提高活性物質含量和藥用價值。通過內生菌轉化可以有效修飾三七皂苷成分的糖苷鍵，從而將常見的皂苷成分轉化為稀有人參皂苷。秦芹等[41]將三七中篩選到2 株轉化活性較好的內生菌用于三七葉苷的轉化實驗，得到人參皂苷Rh12和稀有人參皂苷CK。尖孢鐮刀菌、鐮刀菌屬和多節孢屬真菌Nodulisporiumsp.能較好地將人參皂苷Rb1、Rh1和人參皂苷Re 分別轉化為人參皂苷F2、R 型原人參三醇、1 個新的人參皂苷和越南人參皂苷R13；三七內生細菌短波單胞菌Brevundimonassp.和芽孢桿菌能將人參皂苷Rh1轉化為Rg1和越南人參皂苷R15[42-43]。此外，成都腸桿菌E.chengduensis可將人參皂苷Rg1轉化為人參皂苷F1，其轉化率為13.24%?？凳夏久咕颓嗝咕茌^好地將人參皂苷Rb1轉化為人參皂苷Rd，青霉菌的轉化效果較好，轉化率高達74.24%[44]。毛霉屬Mucorsp.真菌和康氏木霉菌均能較好地將人參皂苷 Rb1轉化為人參皂苷Rg3[44-45]。以上研究表明，三七內生菌可以調控三七次生代謝產物的組分，具有轉化三七皂苷功能的內生菌，為開發和應用微生物菌劑提高三七藥用品質提供價值基礎。

3.3 產生次生代謝產物

內生菌不僅可以參與三七藥用成分生成的調控，其自身也能產生具有藥物活性的次級代謝產物，通過比較近年來從三七內生菌中分離到的活性物質發現，萜類及聚酮類化合物占大部分，生物堿的數量相對較少。這些物質主要表現出良好的抗植物病原菌及耐藥性致病菌等活性，有助于提高植物的抗病能力[46-54]；除抗菌活性外，部分化合物還具有抗腫瘤活性[55-56]。而少部分的代謝產物如alternariol monomethyl ether、p-香豆酸具有抗氧化活性[57]。本文就三七內生菌自身產生的萜類、生物堿類、聚酮類及其他類型的代謝物質及其活性進行歸納總結。

3.3.1 萜類次生代謝產物 迄今為止，倍半萜在三七內生菌中分離出的萜類化合物中占大多數，少數為二萜和雜萜類，已經在木霉屬、籃狀菌屬、翹孢霉屬、光黑殼屬、籃狀菌屬、小球腔菌屬中發現13個倍半萜類化合物。在棘孢木霉T.asperellum發酵產物中發現5 個化合物，包括3 個新的倍半萜類化合物trichodones A～C 及對金黃色葡萄球菌和屎腸球菌有拮抗作用的環肽PF1022F 和鹽桿菌素[46]。在籃狀菌屬真菌Talaromycespurpureogenus（XL-025）的發酵產物中得到12 個單體化合物，其中包括2個倍半萜類化合物、1 個酸酐衍生物、1 個吡咯烷酮化合物及8 個小分子化合物，其中聚酮類化合物talaroconvolutin A 對煙草赤星菌的最低抑菌濃度為50 μg/mL，化合物酚酸酯對蘋果輪紋菌有中等拮抗活性[47]。三七內生真菌翹孢霉菌Emericellasp.（XL-029）的發酵產物中發現2 個倍半萜類化合物，其中化合物emericellin B 對蠟狀芽孢桿菌具有良好的抑制活性[48]。在三七光黑殼屬真菌Preussia isomera（XL-1326）的發酵產物中發現7 個首次從該真菌屬種分離得到的化合物，此外還發現了對藤黃微球菌、巨大芽孢桿菌有較好抑菌活性的1 對倍半萜類新骨架對映體 (±)-preuisolactone A[49]。張冰洋[50]從三七內生真菌籃狀菌中首次分離鑒定出2 個新的倍半萜類化合物和16 個已知的單體化合物。leptosphins A、B 是 2 個從三七內生真菌Leptosphaeriasp.（XL026）固體發酵培養物中發現的新的倍半萜類成分；此外，在其代謝物中發現4個已知的二萜和1 個新的環戊烷型二萜leptosphin C，四環二萜類化合物 conidiogenone C 和conidiogenone G 對小麥紋枯病菌、蠟樣芽孢桿菌均表現出中等抑制活性；conidiogenone D 對棉花黃萎病菌、蠟樣芽孢桿菌、銅綠假單胞菌有中等抑菌活性[51]。從三七內生鏈霉菌KIB015 中分離鑒定出2個聚酮-雜萜類化合物即三七放線菌素G、C，和2個半日花烷型二萜勞丹菌素A、B；其中三七放線菌素C 對大腸桿菌有抑制活性[52]。Drechmerin A～G 是在三七內生真菌Drechmerinsp.代謝產物中發現的7 個新的吲哚二萜類化合物，其中drechmerin B 對白色念珠菌有顯著的抑制作用[53]。此外，Li等[54]在三七內生菌曲霉屬Y-12 的代謝產物中發現7 個化合物，包括1 個新的類異戊二烯化合物(R)-4,8-dimethylnon-3E-en-1,7,8-triol、1 個首次分離到的化合物 (R)-10,11-dihydroxyfarnesol 和5 個已知的化合物，部分化合物對植物病原菌有拮抗作用。

3.3.2 生物堿類次生代謝產物 生物堿是廣泛分布于生物體內的一種含負氧化態氮原子的環狀化合物。近些年在三七內生菌中發現的生物堿逐漸增多，極大豐富了生物堿種類。分離自青霉菌SYPF7899發酵產物中新的生物堿類化合物brasiliamide 和peniciolidone 不僅能夠顯著抑制枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌，而且與絲狀溫度敏感蛋白FtsZ 具有較高的結合能、較強的氫鍵相互作用和疏水相互作用[58]。在三七內生鐮孢菌F.tricinctum（SYPF7082）發酵產物中發現了2 個生物堿rigidiusculamide E 和[-(α-oxyisohexanoyl-N-methyl-leucyl)2-]，且第2 個化合物對小鼠巨噬細胞一氧化氮產生具有顯著的抑制作用[59]。

3.3.3 聚酮類次生代謝產物 聚酮類化合物是一種由聚酮合酶合成的一類天然產物，包括吡喃酮類、吡喃內酯、呋喃內酯、蒽醌、萘醌、大環內酯類等，因其獨特的結構及廣泛的生物活性，聚酮類化合物越來越受到國內外研究者的重視。目前已在木霉屬、翹孢霉屬、裸孢殼屬等內生菌中發現了40 個聚酮類化合物，大多數化合物具有抗植物病原真菌的活性。如在三七內生真菌YIM PH30002 中發現了24 個聚酮類化合物和1 個蒽醌類化合物，其中koningiopisins A～H、koninginins Q～R 為新化合物；化合物koninginin O和koninginin Q對三七病原真菌尖孢鐮刀菌有一定的抑制活性，koningiopisin C 的抑菌活性最為顯著[60-61]。在三七內生真菌青霉菌SYP-ZL1031 的發酵代謝產物中分離到5 個對癌細胞顯示出低或中等的細胞毒性新的大環內酯類抗生素brefeldins E1～E5[55]。Wu 等[62]從翹孢霉屬真菌XL-029 的發酵代謝產物中分離鑒定出4 個新的異戊烯酮化合物和5 個其他已知的化合物，其中異戊烯酮化合物14-hydroxyltajixanthone 不僅對玉米德氏霉表現出明顯的抑制活性，還對谷物絲核菌、尖孢鐮刀菌和蘋果輪紋病菌有顯著的拮抗活性。此外，該菌的粗提物中還存在具有廣譜抗真菌活性的新的烷基化呋喃衍生物[63]。在三七內生真菌翹孢霉屬真菌XL-029 的發酵產物中發現4 個對棉花黃萎病菌、立枯絲核菌和赤霉病菌和溶壁微球菌和傷寒沙門氏菌表現出中等的抗菌活性的聚酮類化合物emericelactones A～D[64]。

3.3.4 其他類型代謝產物 除上述萜類、生物堿類、聚酮類化合物外，在三七內生菌中還存在許多其他類型的化合物，如細胞松弛素、莽草酸、新噁嗪類、肉桂酸等。Chen 等[65]和Ding 等[66]在三七內生真菌蓋姆斯木霉的發酵產物中分別發現7 個和5 個細胞松弛素。在三七內生真菌木霉菌的發酵產物中發現1 個對多種細菌有中等抑制活性的莽草酸化合物及其他4 個活性成分[67]。陳海立[47]在光黑殼屬真菌XL-1326 的發酵產物中得到1 對新噁嗪類對映體和16 個已知化合物，其中setosol 對植物病原真菌和耐藥性致病細菌具有較好的拮抗活性。2020 年首次從三七內生真菌球孢枝孢霉屬的代謝物中分離到p-香豆酸、R-甲瓦龍酸內酯、3,10-二羥基-4,8-二甲氧基-6- 甲基苯甲香豆素、(1H-indol-3-yl)-oxoacetamide、肉桂酸等化合物，p-香豆酸具有抗氧化、抗腫瘤、保護心血管等作用[56]。Xiong 等[68]從內生真菌漆斑菌Myrotheciumsp.（BS-31）中分離到6 個新化合物myrothins A～F。在三七內生真菌青霉菌YIM PH30375中分離到1個具有細胞毒性的杜克拉青霉素類新化合物ducaluxamide A1[69]。內生菌對宿主三七代謝的影響見表1。

表1 內生菌對宿主三七代謝的影響Table 1 Effects of endophytes on metabolism of Notoginseng Radix et Rhizoma

4 結語與展望

目前，國內外對三七內生菌的研究仍處于起步階段。盡管已經從三七中分離鑒定出一些內生菌，但這些菌株數量和種類僅占該資源的極小部分。三七內生菌的研究方法主要是傳統的分離鑒定和高通量測序技術，研究內容包括菌群多樣性、生物轉化和抑菌活性等方面，但有關三七內生菌和三七的相互作用機制報道較少，三七內生菌對宿主三七的代謝調控作用尚需進一步研究，三七內生菌的實際應用效果目前還未深入研究。三七內生菌的挖掘還需繼續利用高通量測序擴大內生菌的研究范圍，結合傳統培養分離方法，篩選出具有重要功能的菌株。

三七皂苷為主要的藥理活性成分，生產中獲取三七皂苷的主要來源為三七植物，道地三七資源有限，其生長不僅受到陽光、溫度、濕度等自然條件的制約，還會受到連作障礙的影響及病害的威脅。利用三七內生菌生產皂苷，及利用內生菌改變土壤微環境或抑制三七根腐菌以提高栽培品種品質不失為一種可行策略。內生菌不僅可以促進三七皂苷的生物合成，研究表明內生菌自身也可以產生三七皂苷R1和人參皂苷Rd、Rg3、Re[38]。此外，內生菌可對三七皂苷進行生物轉化得到另一皂苷或稀有皂苷[44,70-71]。內生菌發酵生產三七皂苷等次生代謝物具有生長周期短、產率高的優點，比直接改變三七植株皂苷含量更加可行，但目前尚未見成功利用內生菌來生產三七皂苷的報道。將來需深入研究解析內生菌促進三七皂苷合成的機制，構建高效工程菌，找到利用三七內生菌大規模發酵生產三七皂苷的方法，以投入實際生產應用，提高三七內生菌實際利用可能性。目前，“單菌多產物”策略被廣泛認為是挖掘更多次生代謝產物和促進新藥物發現的最簡單、最有效的策略。該策略通過改變培養基的組成、培養條件、或與其他菌株共培養等方式可激活三七內生菌體內“沉默”的生物合成基因簇，促使三七內生菌的生產力最大化，進而產生多樣的三七皂苷等次生代謝產物[47]。

其次，目前三七內生菌研究主要聚焦于內生菌群落結構，而不是內生菌在三七植株內所發揮的具體功能。隨著組學技術的發展，已能將單個微生物分類群和基因與植物定殖、生理和適應性利用全基因組關聯分析和宏基因組關聯研究聯系起來。通過全基因組關聯研究確定三七表型與內生菌功能間的聯系，通過借鑒前瞻性遺傳方法和比較基因組及大型植物基因組和宏基因組數據集的計算分析，解析根莖葉中內生菌次生代謝產物合成調控機制，能提高植株整體利用率[72]。繼續深入挖掘和利用內生菌這一寶庫，特別是挖掘促進三七皂苷等藥用成分生物合成的內生菌株，為促進三七資源可持續利用和以基礎研究為未來產業發展提供支撐。

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