植物内生菌研究进展及应用

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药用植物内生真菌研究现状和发展趋势

药用植物内生真菌研究现状和发展趋势

药用植物内生真菌研究现状和发展趋势一、本文概述药用植物内生真菌是一类在植物组织内部定居,而不引起明显病害的真菌。

这些真菌与宿主植物之间形成了复杂而微妙的共生关系,对药用植物的生长发育和次生代谢产物的产生具有重要影响。

近年来,随着生物技术的发展和人们对药用植物资源的深入开发利用,药用植物内生真菌的研究逐渐成为一个热点领域。

本文旨在综述药用植物内生真菌的研究现状,包括内生真菌的多样性、生物活性物质的发现与应用、以及内生真菌与宿主植物的相互作用机制等方面,并探讨其未来的发展趋势。

通过对药用植物内生真菌的深入研究,我们可以更好地理解和利用这一自然资源,为新药创制和农业可持续发展提供新的思路和方法。

二、药用植物内生真菌的多样性药用植物内生真菌的多样性表现在多个层面,包括种类多样性、生态多样性和功能多样性。

在种类多样性方面,药用植物的内生真菌涵盖了多个属和种,这些真菌与宿主植物之间形成了复杂而稳定的共生关系。

例如,某些药用植物中的内生真菌可能属于子囊菌门、担子菌门或半知菌门等多个门类。

这些真菌种类的多样性不仅反映了植物与微生物之间的相互作用,也为开发新型药物和生物活性物质提供了丰富的资源库。

在生态多样性方面,药用植物内生真菌在植物的不同组织、器官和生长阶段中分布广泛,它们可能存在于叶片、茎干、根部甚至花器中。

这些内生真菌对宿主植物的生长和发育具有重要的促进作用,如提高植物对逆境的抵抗力、促进植物生长等。

不同地理分布的药用植物中的内生真菌也具有显著的生态差异,这种生态多样性为研究和利用内生真菌提供了丰富的选择。

功能多样性是药用植物内生真菌多样性的另一个重要方面。

许多研究表明,药用植物内生真菌具有产生多种生物活性物质的能力,如次生代谢产物、酶和抗生素等。

这些物质在植物防御机制、抗病虫害以及药用价值等方面发挥着重要作用。

一些内生真菌还具有合成特殊代谢产物的潜力,这些代谢产物在医药、农业和生物技术等领域具有广阔的应用前景。

植物内生菌的生态学作用与天然产物研究现状及展望

植物内生菌的生态学作用与天然产物研究现状及展望

植物内生菌的生态学作用与天然产物研究现状及展望植物内生菌是指生活在植物内部并与植物共生的微生物,包括细菌、真菌和古菌等。

它们与植物形成共生关系,通过与植物的相互作用,对植物的生长发育、抗性和生态适应性起到重要作用。

植物内生菌也是一些重要的天然产物的生产者,具有重要的生物技术和药用价值。

本文将就植物内生菌的生态学作用和天然产物研究现状展开讨论,并对未来的发展进行展望。

一、植物内生菌的生态学作用植物内生菌与植物形成共生关系,对植物的生长发育和生态适应性起到重要作用。

植物内生菌可以促进植物的生长和发育。

一些植物内生真菌可以通过提高植物的养分吸收效率或者合成生长激素来促进植物的生长;另一些内生菌也可以充当植物的抑制剂,抑制植物过度生长。

植物内生菌可以提高植物的抗逆性。

内生菌可以通过提高植物的抗氧化机制、抗病毒机制等途径来提高植物的抗逆性,使植物更好地适应环境的变化。

植物内生菌还可以影响植物的次生代谢产物的合成,从而影响植物的防御机制和适应性。

由于植物内生菌与植物之间存在着复杂而微妙的相互作用,研究植物内生菌的生态学作用对于揭示植物与微生物共生的机理、提高植物的产量和抗逆性具有重要意义。

二、植物内生菌产生的天然产物研究现状植物内生菌是许多重要的天然产物的生产者,其产生的次生代谢产物具有广泛的生物活性,被广泛应用于农业、医学和化工等领域。

青霉素、链霉素等抗生素就是由植物内生真菌产生的。

植物内生真菌还可以产生一些抗肿瘤、抗炎、抗氧化等生物活性物质,具有重要的药用价值。

近年来,对植物内生菌产生的天然产物的研究取得了长足的进展。

在植物内生菌产生的天然产物研究方面,目前主要表现在以下几个方面:1. 分离和鉴定:随着科学技术的不断进步,研究人员对植物内生菌产生的天然产物进行了深入的分离和鉴定工作。

通过生物化学、分子生物学和生物技术等手段,一大批新的天然产物被发现,为新药物的开发奠定了重要的基础。

2. 生物合成途径:通过研究植物内生菌产生天然产物的生物合成途径,可以为生物合成和基因工程的应用提供重要的信息和资源。

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展植物内生菌是一类与植物共生的微生物,包括细菌、真菌、放线菌等多种类型。

这些内生菌可在植物体内生活,对植物的生长发育、健康状态等方面起到重要作用。

植物内生菌的研究进展对于了解植物的生态适应性、促进作物生长发育以及发展可持续农业具有重要意义。

近年来,植物内生菌的研究取得了许多突破性进展。

研究人员发现了大量新的植物内生菌种类。

通过分离和鉴定,发现了许多对于特定植物有益的内生菌,如根瘤菌和磷酸溶解菌等。

这些内生菌能够与植物根系形成共生关系,提供植物营养元素,促进植物生长发育。

植物内生菌研究表明,内生菌对于植物的抗逆性和健康状态具有重要影响。

一些内生菌能够通过抗病毒、抗真菌和抗线虫等方式,提高植物对于各种病害的抵抗能力。

一些内生菌通过生物固氮和磷酸溶解等途径,提供植物所需的营养元素,改善土壤的肥力和植物的生长发育。

植物内生菌的研究在作物生长发育和生物防治上具有潜在应用价值。

研究人员通过改良具有益菌的基因组,提高了它们的生物学活性和适应性。

一些内生菌应用于农田中,能够促进作物的生长发育和提高产量。

内生菌也被作为生物农药用于防治病害,取得了一定的效果。

植物内生菌的研究为可持续农业的发展提供了新思路。

通过利用内生菌的益处,可以降低对化肥和农药的依赖,减少环境污染和资源消耗。

内生菌还能改善植物的生态适应性,提高植物对于恶劣环境的耐受能力,促进荒漠化土地的治理和农牧业的发展。

植物内生菌的研究进展及其应用前景广阔。

今后的研究可以重点关注新的内生菌种类,探索其对植物生长发育和抗逆性的影响机制,加强内生菌与植物的共生关系研究,进一步发掘内生菌在农业生产和生态修复中的潜力,推动可持续农业的发展。

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展植物内生菌是指生活在植物组织内部,与植物形成共生关系的微生物。

内生菌通过与植物根系接触,侵入根系组织,并与植物建立共生关系,为植物提供营养元素和其他生理调节物质,同时从植物中获取所需的碳源。

内生菌可以显著改善植物的营养状况、增加植物对逆境的耐受能力,以及促进植物生长发育。

研究植物内生菌的功能和机制具有重要的理论意义和应用价值。

研究者发现了许多植物内生菌的新物种和新分离株。

通过对不同植物根系样本的分离培养,可以分离出大量的内生菌。

这些菌株可以通过形态学观察和分子生物学方法进行鉴定,发现了一系列新物种和新分离株。

这些新的内生菌资源为进一步研究植物内生菌的功能和作用机制提供了基础。

研究者揭示了植物内生菌对植物生长和发育的影响。

内生菌通过释放一系列生理活性物质来促进植物的生长发育。

内生菌可以释放生长激素,如赤霉素和茉莉酸,来促进植物生长。

内生菌还可以合成抗生素和防御酶来保护植物免受病原微生物的侵袭。

内生菌还可以调节植物的光合作用、氮代谢和抗氧化系统,提高植物对逆境的耐受能力。

研究者鉴定了植物与内生菌之间的相互作用机制。

内生菌通过分泌各种信号物质来调节植物的免疫反应和生理反应。

内生菌可以分泌激酶来激活植物的免疫反应,从而促进植物对病原菌的抵抗能力。

内生菌还可以分泌防御酶来降低植物的氧化应激反应,并通过影响植物的基因表达来调节植物的生长发育。

研究者研发了利用植物内生菌改良农作物生产的方法。

通过合理利用内生菌的优势,可以显著提高农作物的产量和品质。

内生菌可以通过提供植物所需的营养元素来促进作物的生长,减少农药和化肥的使用。

内生菌还可以提高作物对干旱、盐碱和高温等逆境的耐受能力,从而减少作物的减产损失。

植物内生菌的研究在揭示植物与微生物相互作用的机制、促进农作物生产和保护生态环境方面具有重要意义。

随着技术的不断进步,相信我们对植物内生菌的研究将会取得更多的突破,为农业生产和生态环境保护做出更大的贡献。

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展植物内生菌是指在植物体内生长繁殖的微生物群落,包括细菌、真菌、放线菌等。

这些微生物与宿主植物之间形成了相互依存的生态关系,对植物生长发育和抗逆性等方面产生显著影响。

因此,研究植物内生菌及其作用机制具有重要的理论和应用价值。

下面将对植物内生菌的研究进展进行介绍。

一、植物内生菌的发现和分类早在19世纪末,就有学者发现植物体内含有大量的微生物。

20世纪初,人们开始意识到植物内生菌对植物生长发育以及抗逆性的重要作用,逐渐引起了人们的关注。

根据其生长环境不同,植物内生菌可以分为根际内生菌、茎叶内生菌和种子内生菌三类。

1.根际内生菌根际内生菌是指生长在植物根系统附近的微生物,包括根际内细菌、真菌和放线菌等。

这些微生物可以与植物根部形成互惠共生关系,促进植物的营养吸收,提高植物的抗逆能力。

2.茎叶内生菌3.种子内生菌种子内生菌是指生长在植物种子表面或内部的微生物,包括种子表面细菌、种子内部细菌和真菌等。

这些微生物可以促进种子萌发和生长发育,保护植物种子免受病原微生物的侵害。

二、植物内生菌的作用机制植物内生菌作为宿主植物的共生菌,与植物体内的生长发育、抗逆等各方面具有密切联系。

其主要作用机制如下:1.促进植物营养吸收植物内生菌可以通过产生植物营养物质、调节植物根系生长等方式,促进植物营养吸收。

例如,一些根际内生菌可以产生植物生长素、吲哚丙酸、细胞分裂素等植物激素,促进植物根系生长和分枝。

2.提高植物的抗逆能力植物内生菌可以通过调节植物的内源性激素水平,启动植物的抗逆机制,提高植物的抗逆能力。

例如,一些根际内生菌可以增加植物的抗氧化酶活性,减少氧化损伤,提高植物的抗旱性和耐盐性。

3.帮助植物对抗病原微生物植物内生菌可以通过分泌抑制病原微生物生长的物质,或者激活植物的免疫系统,帮助植物对抗病原微生物的入侵。

例如,一些茎叶内生菌可以分泌一些抑制菌丝生长的化合物,有效地抑制真菌的生长。

三、植物内生菌在植物生产领域的应用植物内生菌对植物的生长发育和抗逆性具有重要的作用,因此,在植物生产领域中的应用也越来越广泛。

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展植物内生菌是一种与植物共生的微生物,它们在植物的内部生活并与其共同生长。

近年来,对植物内生菌的研究逐渐增多,科学家们发现,这些微生物与植物之间存在着复杂的相互作用。

本文将介绍植物内生菌的研究进展,探讨其对植物生长和环境适应的影响,以及对人类农业的潜在价值。

植物内生菌是一类普遍存在于植物体内的微生物,包括细菌、真菌和放线菌等。

与植物共生的菌根菌、内生细菌和内生真菌是常见的植物内生菌。

这些微生物与植物形成共生关系,通过与植物根系接触,提供养分、促进生长、增加抗逆性和减少害虫的侵害。

植物也为内生菌提供生长和繁殖的条件。

植物内生菌与植物之间的共生关系是一种相互促进的共生关系,对植物的生长发育和环境适应具有重要意义。

近年来,许多研究表明,植物内生菌对植物的生长和发育具有显著的促进作用。

植物内生菌可以帮助植物吸收土壤中的养分。

据研究发现,菌根菌和内生细菌通过产生一些特定的酶,可以分解土壤中的有机物质,提供植物所需的养分。

内生菌还可以合成一些植物生长所需的激素,例如赤霉素和生长素,从而促进植物的生长和发育。

植物内生菌还可以帮助植物抵抗外界环境的逆境因素,如干旱、盐碱和病虫害的侵害。

内生菌通过激活植物的防御系统,增强植物的抗逆性,从而使其更好地适应恶劣的环境条件。

虽然植物内生菌对植物生长和环境适应具有重要的影响,但其研究仍处于起步阶段,仍有许多问题有待解决。

目前对植物内生菌的种类和功能了解不足,有待深入研究。

植物内生菌与植物之间的相互作用机制尚不清楚,需要进一步明确。

植物内生菌在农业生产中的应用价值尚未得到充分发挥,需要加强相关技术研发和产业化推广。

植物内生菌是一类对植物生长和环境适应具有重要影响的微生物,对植物的促进作用和对农业发展的潜在价值引起了科学家们的广泛关注。

随着对植物内生菌研究的不断深入,相信它将为人类农业生产和生态环境的保护带来新的机遇和挑战。

希望未来能够加强植物内生菌的研究,揭示其在植物生长中的作用机制,加速其在农业生产中的应用,为实现绿色农业和可持续农业发展做出更大的贡献。

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展植物内生菌是指在植物的组织器官内部与植物形成共生关系的微生物。

它们可以与植物根部形成共生关系,或者在植物的叶片、茎部等其他组织器官内部生活。

近年来,植物内生菌的研究备受关注,科学家们已经取得了许多重要的研究进展。

本文将围绕植物内生菌的分类、功能及应用前景等方面展开综述。

一、植物内生菌的分类植物内生菌广泛存在于自然界中,它们可以分为根际内生菌和内生真菌两大类。

根际内生菌是指生活在植物根系附近的微生物,包括细菌、放线菌和真菌等。

这些微生物可以通过固氮、提供植物所需要的矿质元素等方式与植物形成共生关系,对植物的生长发育起到积极的促进作用。

内生真菌则是指在植物组织器官内部生活的真菌,包括以霉、丝状菌和孢子菌等为代表的多种真菌。

它们与植物形成共生关系,通过提供营养物质、提高植物的抗性等方式对植物产生积极影响。

1. 促进植物生长植物内生菌可以通过多种途径促进植物的生长发育。

一些内生菌可以分泌生长素,促进植物的生长;一些内生菌可以提供植物所需的矿质元素,如钾、磷等,有助于植物的吸收;一些内生菌还可以抑制植物病原菌的生长,提高植物的抗病能力。

植物内生菌在农业生产中具有重要的应用潜力,可以用于生物肥料、生物防治等方面。

2. 改善土壤环境植物内生菌的存在可以改善土壤环境,提高土壤的肥力。

一些根际内生菌可以固氮、溶解磷酸盐等,有助于提高土壤的养分含量;一些内生真菌可以促进土壤微生物的多样性和数量,有利于土壤健康。

植物内生菌在土壤修复、土壤改良等方面也具有潜在的应用价值。

1. 分子机制研究近年来,科学家们对植物内生菌的分子机制进行了深入研究,揭示了许多重要的分子机制。

一些研究表明,内生菌通过诱导植物激素的合成或抑制植物激素的降解,从而影响植物的生长;一些研究发现,内生菌可以通过合成特定的化合物来与植物形成共生关系。

这些研究为我们深入了解植物内生菌的功能机制提供了重要的理论基础。

2. 应用研究植物内生菌的应用研究也取得了一些重要进展。

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展植物内生菌是一类生活在植物体内并与其共生的微生物。

这些内生菌包括细菌、真菌和古菌等多种微生物,它们与植物根系等部位互相作用,对植物生长发育起着重要作用。

近年来,越来越多的研究表明,植物内生菌对植物的健康和生长发育具有重要影响。

本文将介绍植物内生菌的研究进展,包括其在植物生长中的功能、与植物的共生关系以及未来的研究方向。

一、植物内生菌的种类和功能植物内生菌种类繁多,其中包括根固氮菌、木质素分解菌、磷解析菌等。

这些内生菌在植物生长发育中发挥着重要作用,主要表现在以下几个方面:1. 氮素固定根固氮菌是一类能够固定空气中氮气并将其转化为氨的细菌。

它们与植物根系形成共生关系,将固定的氮素供应给植物,促进植物的生长发育。

这对于生长在氮素贫瘠土壤上的农作物来说尤为重要,因为根固氮菌能够帮助植物获取充足的氮源,提高作物产量。

2. 磷解析磷是植物生长发育中不可或缺的元素,然而很多土壤中的磷难以被植物直接吸收利用。

在这种情况下,磷解析菌就显得尤为重要了。

磷解析菌能够分解土壤中难以吸收的无机磷酸盐,将其转化为植物可以利用的形式,从而为植物提供充足的磷营养。

3. 木质素分解木质素分解菌则是一类能够降解植物细胞壁中的木质素的微生物。

它们通过分解木质素,帮助植物释放出其中的养分,促进植物的生长发育。

二、植物内生菌与植物共生关系植物内生菌与植物的共生关系是相互依存、相互合作的。

内生菌能够为植物提供养分,促进植物的生长发育,而植物则为内生菌提供生存栖息地。

这种共生关系能够提高植物对外界环境的适应能力,使其更好地生存和繁衍。

1. 根固氮菌与植物根系的共生根固氮菌与植物根系形成的根瘤是一个典型的内生菌与植物的共生系统。

在这种共生系统中,根固氮菌通过根瘤中的固氮酶将空气中的氮气转化为氨,提供给植物使用,从而促进植物的生长发育。

植物为根固氮菌提供生存环境和所需的碳源,使其得以生存和繁殖。

2. 磷解析菌与植物根系的共生磷解析菌与植物根系也形成了共生关系。

植物内生菌研究新进展

植物内生菌研究新进展

植物内生菌研究新进展一、本文概述植物内生菌,作为一种独特的微生物群体,它们在植物内部生存并与其建立紧密的联系。

这些微生物在植物的生长、发育和抗逆性等方面起着重要作用。

近年来,随着分子生物学和基因组学等技术的发展,植物内生菌的研究取得了显著的进展。

本文旨在综述这些研究进展,重点关注植物内生菌的多样性、生态功能、应用前景及其与宿主植物的相互作用机制。

通过总结和分析近年来的相关文献,本文旨在为读者提供关于植物内生菌研究的新视角和深入理解,为推动该领域的进一步发展提供参考。

二、植物内生菌的生态学特性植物内生菌,即生活在植物组织内部而不引起明显病害的微生物,它们与宿主植物形成了复杂而微妙的共生关系。

这种共生关系的生态学特性表现在多个方面,包括内生菌的多样性、空间分布、种群动态以及与宿主植物的相互作用等。

植物内生菌的多样性丰富,包括细菌、真菌、放线菌等多个类群。

这些内生菌的种类和数量因植物种类、生长环境、生长阶段等因素而异。

例如,某些植物可能携带大量的内生细菌,而其他植物则可能以内生真菌为主。

这种多样性不仅反映了植物内生菌的适应性,也为其在植物生态系统中发挥重要功能提供了可能。

植物内生菌在植物体内的空间分布也具有一定的规律性。

一般来说,内生菌更倾向于定殖在植物的营养组织,如叶片、茎秆等,而不是生殖组织,如花、果实等。

这种空间分布特点与内生菌的生理功能和代谢特性有关,也反映了其与宿主植物的共生策略。

再者,植物内生菌的种群动态受到多种因素的影响,包括宿主植物的生理状态、环境条件、微生物间的相互作用等。

在植物的不同生长阶段,内生菌的种群结构和数量也会发生变化。

例如,在植物幼苗期,内生菌的种类和数量可能较少,而随着植物的生长和发育,内生菌的多样性和数量逐渐增加。

植物内生菌与宿主植物之间的相互作用复杂而多样。

一方面,内生菌可以通过产生抗生素、竞争营养等方式抑制病原菌的生长和繁殖,从而增强宿主植物的抗病性。

另一方面,内生菌也可以促进宿主植物的生长和发育,提高其对环境胁迫的适应能力。

我国植物内生菌研究进展

我国植物内生菌研究进展

我国植物内生菌研究进展一、概述植物内生菌,指的是在其生活史的某一阶段或全部阶段生活在健康植物组织内部的微生物。

这些微生物与宿主植物建立了复杂而微妙的共生关系,对植物的生长、发育和抗逆性等方面产生深远影响。

近年来,随着生物技术的快速发展和人们对植物微生物互作认识的加深,植物内生菌的研究已成为国内外生物学、农业科学和生态学等领域的热点之一。

我国作为世界上生物多样性最为丰富的国家之一,拥有大量的植物种类和丰富的植物内生菌资源。

在过去的几十年里,我国科研人员在植物内生菌的分离鉴定、功能挖掘和应用开发等方面取得了显著进展。

这些研究不仅增进了我们对植物内生菌多样性和生态功能的理解,也为农业可持续发展、生态环境保护和人类健康提供了新的思路和策略。

本文旨在综述我国植物内生菌研究的最新进展,包括植物内生菌的分离鉴定技术、种类多样性、功能特性、生态分布以及应用前景等方面。

通过系统总结和分析近年来的研究成果,旨在为植物内生菌的深入研究提供理论支撑和实践指导,同时也为我国农业生物技术的创新发展和生态环境保护贡献力量。

1. 内生菌定义与分类内生菌(Endophytes)是一类在植物组织内部生活而不引起明显病害症状的微生物,它们存在于植物的健康组织中,与宿主植物建立了密切的共生关系。

这些微生物可以是细菌、真菌或放线菌,它们的生活史大部分时间都在植物组织内部度过,从中获取营养并进行繁殖。

根据分类学上的特点,内生菌可分为多种类型。

内生真菌是最常见的一类,它们广泛存在于各种植物组织中,包括种子、叶片、茎干和根部等。

这些真菌与植物之间建立了复杂的相互作用关系,对植物的生长发育和抗逆性产生重要影响。

内生细菌也是一类重要的内生微生物。

它们存在于植物的组织和细胞间隙中,与植物建立共生关系,对植物的生长和健康状况具有重要影响。

与内生真菌相比,内生细菌在植物体内的数量和种类相对较少,但它们对植物的生长和抗逆性也具有重要作用。

除了内生真菌和内生细菌外,还有一些其他类型的内生微生物,如放线菌等。

植物内生菌的研究概况及应用进展

植物内生菌的研究概况及应用进展

不 同 的生 态位 , 们相 互作 用 , 他 在植 物体 内建立 一种 生态平衡 ,所以 , 植 物体可 以被看作一个微生态 系统 。 研
究 表 明 植 物 内 生 菌 种 类 的 多 样 性 与 植 物 的生 长 环 境 有 关 系 。 一 般 来 说 ,
应 用进 展
物病 害 的生物 防治研 究越 来 越受 到
作者简 介
肖淑贤 (9 1 ) 女 , 18 一 ,
近年来 , 研究者 已从 番茄 、 辣椒 、
杜仲 、 斛 、 春花 、 石 长 云南 红 豆 杉 等 多 种 植 物 中分 离 到 了 大 量 内生 菌 , 内生
些 药用 植物 的研 究发 现 其 内生真
河南开封人 , 硕士研究生 , 主要从
等进 行 综 述 和 展 望 。
1 植 物 内生 菌 的概 念 和 种 类
内 生 菌 是 一 个 生 态 学 概 念 , 非 而 分 类 学 单 位 。 植 物 内 生 菌 (E d— no
短 的植株 内生菌数量多 。
1 2 种 类 .
植物 内生菌 ,包括 内生真菌 、 内
生 细 菌 和 内生 放 线 菌 等 。 一 种 植 物 在 上 还 可 分 离 到 数 种 至 数 十 种 内 生 菌
1 1 分 布 .
和腔菌纲 (ou ac ye s 的许 多 Lcl so ct ) o m e 种类 以及它们 的一些衍生菌 。 内生真
菌 在 药 用 植 物 中 的 研 究 较 多 , 过 对 通

基金项 目 山西省科技 攻关项 目
(08 3 12 ) 2 0 0 1 0 5
菌在镰 刀菌属 、 交链孢属 、 青霉属 、 根 霉属 、 芽枝 霉 属 、 毛壳 菌 属 、 曲霉 菌

植物内生菌及其应用研究

植物内生菌及其应用研究

植物内生菌及其应用研究摘要:植物内生菌是一种新型的微生物资源,具有重大的研究意义和潜在的应用价值。

本文从植物内生菌概念、起源、内生菌生物学功能及其应用等不同方面对植物内生菌在国内外的研究历史和现状进行了综述,以期更好的研究和了解植物内生菌。

关键词:植物内生菌生物多样性活性物质应用1833年,人们发现从小麦叶片中可长出一种性质不明的锈状物,经过研究得知,这种锈状物为真菌,即现在所说的锈菌夏孢子。

而内生菌(Endophyte)一词真正的提出是在1866年由De Bary首先提出,它是指在健康植物寄主中度过全部或近乎全部生活周期而不使寄主表现任何症状的一类微生物(主要为真菌和细菌),它生活在植物的各种组织和器官内部, 是植物微生态系统中的天然组成成分。

内生菌长期生活在植物体内的特殊环境中,并与寄主协同进化,在演化过程中两者形成了互惠共生关系。

一方面内生菌可从寄主中吸取营养供自己生长所需,另一方面内生菌在寄主的生长发育和系统演化过程中起重要的作用。

有资料显示,一些植物内生微生物与宿主发生关系时,可促进植物对恶劣环境的适应, 加强系统的生态平衡,明显增强宿主的抗病性,提高植物的生产力。

因此它的广泛的生物学作用及其在农业上的应用潜力已引起了人们的兴趣和关注,合理利用植物内生菌是有重要的理论意义和实用价值。

本文主要综述了近年来内生菌在农业上应用的研究进展。

1、植物内生菌的起源与种类自从1886年Bary提出内生菌概念以后的大约100年间,内生菌的研究进展缓慢。

直到1993年, 美国蒙大拿州立大学Strobel从短叶红豆杉的韧皮部分离到一株产新型抗癌物质紫杉醇的内生真菌, 从而启发了人们可以从植物内生菌寻找植物产生的相同或相似的化合物, 进而刺激了植物内生菌的研究。

关于内生菌的起源问题有着多种假说。

大致分为三类: 有人认为内生菌是通过植物种子传递给植物的;有人认为内生菌最初可能是通过对植物细胞纤维素的降解,破坏植物细胞壁,从而进入植物体内;还有人认为有的根际菌可以通过植物侧根的裂缝进入植物当中,经过长期的协同进化,与植物建立了一种和谐的内生关系, 成为内生菌。

植物内生菌及其在植物修复中的作用以及研究进展

植物内生菌及其在植物修复中的作用以及研究进展

植物内生菌及其在植物修复中的作用以及研究进展摘要:研究了植物内生真菌越来越广泛的分布,发现几乎在所有陆地和水生植物内。

内生真菌通过产生抗生素类,水解酶,植物生长调节剂和生物碱的物质,营养物质和病原体竞争,增强抵抗力的寄主植物,诱导植物产生全身性疾病的预防机制,使病原体不能生长。

此外,对植物内生真菌和内生细菌的概念、普遍性和对植物修复的促进作用;利用植物内生菌控制植物病害的途径如人工接种内生菌,利用内生菌代谢产生的抗生素以及将内生菌作为基因工程的载体菌等进行了综述。

进行了内生细菌作为生物控制因素,未来的发展前景展望和存在的问题的讨论。

关键词:植物内生菌重金属污染生物防治因子我们都知道人类生存和发展的重要基础是土壤,但如今土壤重金属污染已成为我们人类面临的恶劣的环境问题。

土壤中的重金属通过进入食物链进而威胁到人类的健康。

农业和可持续的经济发展有很多的重金属污染土壤的限制。

而对于土壤重金属污染,通常采用清洗、热处理、电化学、施改良剂等传统的治理手段。

这些传统方法虽然可以较快地去除重金属污染物,但容易破坏土壤结构和肥力,也可能带来污染物造成二次污染,且费用比较高。

近年来,植物修复技术由于经济、绿色、环保而倍受人们青睐,成为非常有发展前途的土壤重金属污染治理技术。

但植物修复技术的开展对超积累植物的筛选与生长依赖较大,治理效果取决于超积累植物对重金属的提取和固定效果。

如何促进超积累植物生长、提高重金属吸收是植物修复技术中的关键。

目前大多超积累植物生长慢、周期长、生物量小、对金属有选择性制约了植物修复技术的发展。

研究发现,微生物可以促进超积累植物生长、提高重金属吸收。

其中植物内生细菌作为一类特殊的与物共生菌类,其在植物修复中的应用得到了研究者的关注。

内生细菌在植物体内生长,具有稳定的生长环境,易获得有机物质,没有其他微生物对植物产生的影响波动大。

而且,作为特殊基因载体,内生细菌可将目的基因带入植物体使植物产出对人们有利的生物性状。

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展植物内生菌是一种与植物长期共生的微生物,不会对宿主植物造成任何伤害,同时可以提高植物的逆境适应性、生长速度以及生物量等方面的性能。

内生菌的研究在近年来受到了越来越多的关注,其主要研究方向包括内生菌的种类与多样性、内生菌对植物生长发育的影响以及内生菌对环境的相关应用等方面。

内生菌的种类与多样性内生菌的种类非常多样,根据现有的研究数据,内生菌的总种类数可能超过了数万种。

内生菌可以分为根系内生菌与种子内生菌两大类。

其中,根系内生菌可以分为固氮菌、极端嗜热菌、促生菌、溶磷菌等四类,而种子内生菌则可以分为拮抗菌、降解菌等不同的类别。

每一类内生菌在不同的生态环境中都有不同的分布与比例,其中既有详细研究的物种,也有尚未鉴定的未知异位菌。

内生菌对植物生长发育的影响内生菌可以通过多种方式对植物的生长发育产生影响。

其中最重要的一个方面就是营养作用,内生菌可以通过与植物共生,利用自身能够固氮、溶磷、促生等特性,为植物提供微量元素和有机物质供给。

除了营养作用之外,内生菌还可以通过提高植物的逆境适应性来促进植物的生长。

比如,内生菌可以促进植物的耐盐、耐旱、耐病等能力,从而使植物在恶劣条件下更加稳定地生长。

内生菌对环境的相关应用内生菌在环境保护方面具有很大的潜力。

内生菌通过与植物共生可以促进植物的生长发育,提高植物对环境污染的抵抗力。

同时,内生菌还可以利用自身的分解能力分解并转化污染物,缓解环境污染的状况。

研究表明,固氮菌可以在土壤中还原氮,通过还原作用将污染物还原为无害的氮。

溶磷菌可以将磷化合物分解为无机磷,从而创造出环境中新的可利用磷资源。

在这种情况下,内生菌被认为是一种环境友好型生物修复物,有望广泛应用于环境修复领域。

综上所述,植物内生菌在植物生长发育以及环境修复方面都具有重要的作用,未来内生菌的研究将会涉及更加广泛的领域,如农业生产、食品安全以及生物技术等。

药用植物内生真菌研究进展

药用植物内生真菌研究进展

药用植物内生真菌研究进展1. 引言1.1 背景介绍药用植物内生真菌研究是近年来生物医学领域备受关注的热点之一。

内生真菌是生长在植物组织内部的一类微生物,与植物形成一种共生关系。

内生真菌不仅可以促进植物生长和抗病能力,还产生多种活性物质对植物具有保护作用。

药用植物本身就具有丰富的化学成分,而内生真菌产生的次生代谢产物则可以增加药用植物的药效和疗效。

研究药用植物内生真菌对药物开发和临床应用具有重要意义。

随着现代科学技术的发展,人们对药用植物内生真菌进行深入研究,探索其种类、功效和对药用植物的影响,以及在药物研发中的应用方法。

这些研究有助于深入了解内生真菌的生物学特性,探索其潜在的药用价值,并为药物开发提供新的思路和方法。

药用植物内生真菌研究的进展对推动药物研发和临床治疗具有积极的促进作用。

1.2 研究目的研究目的可以概括为以下几点:1. 探究药用植物内生真菌的种类和功效,为药用植物的有效利用提供更多的科学依据。

2. 分析内生真菌对药用植物的影响机制,揭示内生真菌与药用植物之间复杂的互动关系。

3. 探讨内生真菌在药物研发中的应用前景,为新药的发现和开发提供新思路和途径。

4. 强调内生真菌在药用植物研究中的重要性,促进相关领域的进一步研究和应用。

1.3 研究意义药用植物内生真菌研究的意义主要体现在以下几个方面:1. 发现新的生物活性物质:药用植物内生真菌可以产生多种具有药用价值的生物活性物质,这些物质可能在传统药物中没有发现过,具有全新的药理作用。

通过研究药用植物内生真菌,有望发现新的药物候选物质,为新药物的研发提供新的方向。

2. 提高药用植物的药效:药用植物内生真菌可以影响植物的生长过程,促进植物合成药用成分的能力,并且还可能产生新的生物活性化合物。

研究药用植物内生真菌有助于提高药用植物的药效,拓宽药用植物的应用范围。

3. 保护药用植物资源:药用植物受到环境污染、气候变化等因素的影响,种植数量逐渐减少,引起资源匮乏和植物品质下降等问题。

药用植物内生菌在天然药物开发中的研究进展

药用植物内生菌在天然药物开发中的研究进展

药用植物内生菌在天然药物开发中的研究进展我国药用植物资源十分丰富,仅目前已知的药用植物种类约有12000 种[1],同时,具有地域特征明显、入药部位及形式多样、药用成分变化大等特点。

因药用植物存在活性成分含量低、生长周期长等特点,依靠传统栽培再开发生产天然活性药已不能满足人们的健康需求。

而与健康植物相伴生的植物内生菌,已被证明能影响宿主植物中天然活性物质的产生。

因此,在促进利用药用植物开发天然药物生产中更具有独特优势。

1 药用植物内生菌药用植物内生菌作为植物的共生体,伴随宿主植物生活史中的一定阶段或全部阶段而生存,是存在于健康植物的各种组织内部且不引发宿主植物感染的微生物[2],其包含内生细菌、内生真菌、内生放线菌。

多项研究已证实,药用植物内生菌对宿主植物生长具有促进作用[3],可增强抗逆性[4]及影响药效活性物质合成[5]的功效,并在此基础上开发出用于生物防治、天然药物生产等相关微生物制剂[6]。

2 内生菌影响药用植物产生药效活性化合物的机制2.1 内生菌产生药用活性成分近年来,科研人员不断从多种药用植物中分离出内生菌,并在培养物中发现含有与宿主植物相同或相似的活性成分。

其中,最著名的是Stierle[7]从短叶红豆杉中分离得出内生真菌(Taxomyces andreanae),并通过体外培养试验证实,和宿主植物相同其发酵液中,可产生抗肿瘤活性成分物质——紫杉醇。

同时,黄酮、生物碱、苯丙素类等抗肿瘤活性成分也相继被研究者们从其他内生菌发酵产物中提取得到。

另有一些内生菌合成药用活性物质能力,则需依靠宿主植物的内环境得以实现[8]。

喜树碱(Camptothecin,CPT)为抗癌物质,体外条件下发现喜树树皮内生的腐皮镰刀菌(F.solani)几乎无喜树碱合成能力,原因是该菌虽然能产生喜树碱的前体物质,但由于体外缺少来自宿主植物提供的异胡豆苷合成酶,因而不能有效合成喜树碱,这也是体外培养条件下,较多内生菌活力不稳定,甚至逐步消失,始终无法实现产生大量活性物质进而应用于工业化生产的原因之一[9-10]。

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展
植物内生菌指的是能够在植物体内与植物形成共生关系的微生物,包括细菌、真菌和
原生生物等多种类型。

这些内生菌对植物的生长发育和环境适应性具有重要作用,因此近
年来引起了研究者的广泛关注。

以下是植物内生菌研究的几个方面:
1. 内生菌对植物的生长发育的影响。

内生菌能够通过多种途径对植物的生长发育产生积极的影响,包括抗生素生产、激素
代谢、固氮、溶磷等。

例如,一些内生菌能够分泌生长素等激素,促进植物根系的发育和
增长;而其他菌种则具有抗病性,能够保护植物免受外界病原体的侵袭。

2. 内生菌对植物逆境环境下的适应性。

内生菌的存在能够增强植物对逆境环境的适应能力,对于植物的生存和繁衍至关重要。

内生菌能够通过改变植物的根系结构、增强植物的抗逆能力等方式,帮助植物在恶劣环境
下生存。

这些内生菌能够使植物在温度、干旱、盐碱等逆境条件下更有效地利用水分和营
养物质。

3. 内生菌的筛选与应用。

在植物栽培中,很多病害是由细菌、真菌等微生物引起的。

因此,通过筛选和应用具
有抗病能力的内生菌,能够有效地抑制这些病原菌,提高植物的产量和品质。

同时,内生
菌还可以利用它们对植物生长和逆境适应性的影响,来开发新的农业技术和物种改良策略。

总而言之,植物内生菌的研究是一个备受关注的领域,它为我们深入了解植物与微生
物互动的方式,促进了现代农业的发展和进步。

药用植物内生真菌研究进展

药用植物内生真菌研究进展

药用植物内生真菌研究进展植物内生真菌是一种生活在植物内部的真菌,它们与植物共生共存,并且对植物的生长和生理功能发挥着积极的作用。

近年来,随着对内生真菌研究的深入,越来越多的研究表明药用植物内生真菌具有潜在的药用价值,成为研究的热点之一。

本文将从内生真菌的种类、药用植物中的内生真菌及其药用价值、内生真菌化合物的研究进展等方面展开介绍。

一、内生真菌的种类内生真菌是真菌演化的一个独特分支,在植物内部形成与之共生的完整菌体,与植物共同生存和发展。

内生真菌种类众多,我们常见的有放线菌、木霉属、拟青霉属等。

这些内生真菌在植物的根、茎、叶等各部位都能发现,它们与植物的根系形成密切的联系,通过共生关系促进植物养分的吸收和生长发育。

二、药用植物中的内生真菌及其药用价值药用植物中的内生真菌可以说是药用植物中的“药”用植物,在药用植物中的内生真菌种类繁多,其中一些内生真菌产生的次生代谢产物具有显著的药用活性,例如:青霉素、阿司匹林、阿魏酸等。

通过与植物的共生作用,这些内生真菌产生的活性物质与植物体内的化合物发生相互作用,从而增强了药用植物的药用功效。

内生真菌还可以分解植物体内的有毒物质,净化植物体内环境,保护植物免受外界环境的侵害。

三、内生真菌化合物的研究进展内生真菌中产生的次生代谢产物具有多种药用活性,因此越来越多的科学家将研究重点放在了内生真菌化合物的开发和利用上。

在国内外的研究中发现,内生真菌产生的次生代谢产物具有抗肿瘤、抗菌、抗炎、抗氧化等多种生物活性,其中一些化合物已经成为了临床抗癌药物的主要原料或前体。

由蘑菇内生真菌产生的β-葡聚糖具有提高机体免疫功能、抗肿瘤等功效。

在内生真菌化合物的研究中,人们也逐渐认识到了内生真菌中存在的多样性和复杂性,不同的内生真菌可能产生各具特色的次生代谢产物,因此在研究中需要全面考虑内生真菌的种类和分布情况。

近年来,国内外的研究者通过多种手段对内生真菌的化合物进行提取、分离和鉴定,取得了不少的进展,但是也存在许多问题有待解决。

植物内生菌和植物互作的研究及其在农业中的应用

植物内生菌和植物互作的研究及其在农业中的应用

植物内生菌和植物互作的研究及其在农业中的应用植物内生菌指的是存在于植物内部,并与其形成共生关系的微生物。

这些微生物可以是细菌、真菌等,它们与植物之间存在着密切互作关系,共同对植物生长发育、病虫害防治等方面发挥着重要作用。

随着对植物内生菌的研究逐渐深入,人们对这种微生物在农业生产中的应用越来越重视。

一、内生菌与植物的互作关系内生菌与植物之间存在着复杂的互作关系。

首先,内生菌可以帮助植物养分的吸收和利用。

例如,一些内生细菌可以通过固氮作用将空气中的氮转化成植物可以利用的氮素,从而促进植物生长发育。

此外,内生菌还可以增强植物的免疫能力,提高其对病虫害的抵抗力。

比如,内生真菌可以分泌一些抗生素,对一些病原微生物发挥杀菌作用,这样就可以降低植物罹患病害的风险。

相反,植物也可以对内生菌产生积极的影响。

例如,植物组织中所产生的物质可以为内生菌提供生长和繁殖的条件,从而加强其在植物体内的存活能力。

此外,植物也可以通过改变内生菌的基因组成和表达,调控其合成特定代谢产物的能力,从而让内生菌更有优势地生长在植物体内。

二、内生菌在农业生产中的应用内生菌在农业生产中的应用具有广泛的前景和应用价值。

一方面,可以利用内生菌增强植物与土壤间的互动关系,提高田间作物养分利用效率和抗生素能力。

例如,利用固氮菌促进作物生长,可以减少化肥的使用,同时也可以减少因过量运用化肥和农药所造成的环境污染。

此外,还可以利用内生菌来对抗病虫害,从而减少农民在防治病虫害上的投入。

对内生菌的利用还可以提高作物产量和品质,从而改善农民的经济收益。

另一方面,在农业生产中广泛利用内生菌也可以帮助人们更好地了解植物内部的生态系统和微生物多样性。

随着对内生菌在农业中应用的深入研究,我们可以更加准确地掌握植物内部微生物的生态功能、互作关系和影响因素等基本信息,这些信息对于今后建立更加科学合理的农业生产模式具有重要的指导意义。

三、内生菌应用存在的挑战和问题内生菌的应用目前还存在着一些挑战和问题。

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展植物内生菌是指与植物共生生长在植物内部组织中的微生物。

这些内生菌通常生活在植物的根系或叶片内部,并与植物形成一种共生关系。

内生菌可以为植物提供营养物质、增强植物的抗逆性、抑制植物病原菌的生长等,对植物的生长发育和健康具有重要影响。

近年来,关于植物内生菌的研究取得了一系列的进展,为我们深入了解植物和内生菌之间的相互作用提供了新的视角。

本文将就植物内生菌的研究进展进行详细介绍。

1. 植物内生菌的分类和多样性植物内生菌主要包括根际真菌、细菌和放线菌等。

根际真菌是目前研究较为广泛的一类植物内生菌,主要包括丛枝菌根真菌和单株菌根真菌。

丛枝菌根真菌和植物根系形成菌根共生,通过真菌菌丝和植物根系形成菌根结构,促进植物吸收养分和水分;单株菌根真菌则在植物的根系内部形成菌丛共生,也能促进植物的生长和发育。

植物内生菌的种类还包括一些内生细菌和放线菌,它们与植物形成共生关系,也对植物的生长发育产生正面影响。

研究发现,在植物内生菌中存在着丰富的多样性,不同类型的内生菌对植物的影响也各具特点。

深入了解植物内生菌的分类和多样性对于揭示植物和内生菌之间的相互作用具有重要意义。

2. 植物内生菌与植物健康的关系植物内生菌与植物的健康密切相关,它们可以为植物提供多种益生菌,增强植物的抗逆性和抵抗力。

一方面,内生菌可以通过共生结构与植物形成密切联系,向植物提供养分和水分,增强植物的生长发育;它们还可以产生一些次生代谢产物,通过拮抗作用抑制植物病原微生物的生长,减少植物病害的发生。

内生菌还能够促进植物的免疫系统的激活,增强植物对外界逆境的适应能力。

3. 植物内生菌与土壤微生物群落的相互作用植物内生菌不仅与植物本身密切相关,还与土壤微生物群落之间存在着复杂的相互作用。

内生菌通过与土壤中的其他微生物相互作用,影响土壤微生物群落的结构和功能。

内生菌可以与根际固氮细菌形成共生关系,促进土壤中固氮细菌的活化和固氮作用,为植物提供更多的氮素营养;内生菌还可以通过产生次生代谢产物、竞争养分等方式影响土壤中的其他微生物的生长和代谢情况,调控整个土壤微生物群落的结构和功能。

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许多天然产物是内生菌在特定的环境中才产生的。由 于提取的工艺和操作等问题,它可能不被检测出来。因此, 如何快速筛选出能够产生具有生物活性天然产物的内生菌 就成为人们需要解决的问题。目前主要的方法有 2 种。一 是通过基因水平检测天然产物合成途径关键酶。比如,多聚 酮合酶( PKS) 和非核糖体肽合成酶( NRPS) 是分别负责微生 物两类化合物生物合成途径的关键酶。2 类酶的存在对微生 物中是否存在这 2 类化合物的合成具有指示作用。PKS 和 NRPS 基因片段已经作为重要的指示片段用于初步筛选具有 潜在生物 活 性 植 物 内 生 菌[7]。当 然,这 种 方 法 会 遗 漏 那 些 “隐密”和“孤儿”途径合成的有用的化合物[18]。事实上,真 菌大多数抗生素、毒素或色素的合成途径在正常的实验室条 件下是不表达的,需要激活。因此,真菌的次级代谢被大大 地低估[22]。所以,第 2 种方法是促进内生菌天然产物的生物 合成。比如,用 DNA 转甲基酶和组蛋白脱乙酰基酶抑制剂 处理 12 种真菌,在 11 种真菌中发现了新的或水平上调的化 合物[23 - 24]。 1. 2 植物生长发育调节活性物质 植物内生菌产生的许多 活性物质对植物具有生长发育调节作用。它主要表现为对幼 苗存活、种子发芽、花序形成、分蘖生长等方面的促进作用[25]。 研究表明,内生菌对宿主植物的生长促进作用是由于内生菌能 产生调节植物生长物质,从而间接影响植物的生长发育[26]。 这些物质包除各种植物激素如生长素( IAA) 、赤霉素( GA) 和 细胞激动素( KT) 等[26],还包括其他物质。对从苦荞( Fagopyrum tataricum) 中分离得到的 2 株内生菌提取物能诱导苦荞样 品中苯丙氨酸氨解酶的活性升高,从而促进萌发[27]。对野生
值得我们关注的是海生植物的内生真菌。它是我们人 类正在打开的另一个资源宝库[18 -19]。在马来群岛海生植物 和海藻中分离到的 64 株内生真菌的提取物中,77% 的真菌 提取物能抑制癌细胞的生长,72% 对细菌有抗菌活性,16% 对真菌有抗菌活性[20]。截至 2012 年,已有 178 种海生植物 内生真菌代谢物,包括 138 种新型化合物,其功能主要集中 在细胞毒性、抗感染、自由基清除、酶抑制、清除污染等[18]。
内生放线菌是抗生素的主要来源。作为植物内生放线 菌,它也为人们提供了大量的不用类型的抗生素。但最近 几年,人们在植物内生放线菌中发现了具有抗癌、抗感染的 化合物。比如,在意大利的欧洲红豆杉( Taxus baccata) 中分 离到 的 一 株 北 里 孢 菌 ( Kitasatospora sp. ) 能 够 产 生 紫 杉 醇[21]。
目前发现的植物内生细菌已超过 129 种,分别属于 54
基金项目 作者简介
收稿日期
陕西省科技厅( No. 2012JQ3017) ; 国家自然科学基金( No. 31000144) ; 陕西省教育厅科研计划项目( 09JK746) 。 徐玲玲( 1981 - ) ,女,山东烟台人,讲师,博士,从事微生物 方面的研究工作。* 通讯作者,讲师,博士,从事植物及其 共生菌科研工作,E-mail: guobin@ nwu. edu. cn。 2013-03-20
Endophytes Research Progress and Application Prospect XU Ling-ling et al ( School of Biotechnology,Xian University of Arts and Science,Xian,Shaanxi 710065) Abstract Endophyte is a kind of microbes,which exists in plants and is closely related to plant growth. Researches have been carried out and a lot of new progresses have been made,and some results have been applied in agricultural production. The research progress of active substances of endophyte and the relationship between endophytes and their host plants in recent years were summarized. Moreover,the application prospect of the endophytes in the future was forecasted. Key words Endophyte; Active substance; Host plant; Advance
铁皮石斛( Dendrobium officinale) 根、茎中分离获得内生细菌的 菌液制剂内生细菌 ZJSH1 对铁皮石斛组培苗具有显著的促生 作用,并且确定了促生的最适浓度[28]。对龙葵( Solanum nigrum) 内生菌菌株 LRE07 能产吲哚乙酸、ACC( 1 - 氨基环丙烷 - 1 - 羧酸) 脱氨酶和铁载体,且具有溶解矿质磷酸盐能力和潜 在的促进植物生长量的能力[29]。 2 内生菌与宿主植物之间相互关系
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2013,41( 13) : 5641 - 5643,5709
责任编辑 刘月娟 责任校对 卢瑶
植物内生菌研究进展及应用展望
徐玲玲 ,单庆红 ,郭 斌 1
2
2*
( 1. 西安文理学院生物技术学院,陕西西安 710065; 2. 西北大学生命科学学院,陕西省生物技术重点实验
有些内生菌与植物共生后可明显增强植株的防病抗病 能力,进而促进植株的生长。从大叶桉的根部分离出的内生 菌能够较明显地抑制青枯病致病菌[31]。辣椒内生细菌 TmL 2-9 对辣椒幼苗早疫病的防效可达 84. 4% ,对番茄幼苗早疫 病也有一定的防效[32]。通过研究 DSE48、DSE49 和 Leptodontidium orchidicola 3 种内生菌对番茄根部及芽的影响,发现它 们可以有效地减少番茄的因病菌而发病的机率,同时使芽的 生物量和番茄的糖含量增加[33]。锡兰肉桂中发现了一类可 以产生含醇类、酸类、酯类、酮类和油脂等挥发性有机化合物 的内生菌 Muscodor albus 的挥发性成分可以有效地抵抗植物 和人类的致病菌[34]。
植物内生菌泛指那些在其生活史中的某一阶段生活在 植物组织内,对植物组织不引起明显病害症状的微生物,包 括那些对宿 主 暂 时 没 有 伤 害 的 潜 伏 性 病 原 微 生 物 和 菌 根 菌[1]。对植物内生微生物的研究始于 19 世纪中叶,在地球 已知的接近 30 种的高等植物中,每个物种都与多种内生菌 共生[2]。在内生菌与宿主植物长期协同进化的过程中,二 者形成了互利共生的关系。一方面,宿主植物产生的光合 产物可为内生菌提供营养; 另一方面,内生菌产生的代谢物 常包含一些 促 生、抗 菌 的 活 性 物 质,能 够 促 进 植 物 生 长 发 育,提高植物抗逆境、抗胁迫和抗病害的能力。从近 10 年 的论文不难看出,内生菌是生物科学研究的热点之一( 图 1) 。在内生菌方面的研究报告主要发表在《Fungal Biology》、《Microbial Ecology》、《Mycologia》、《Fungal Diversity》、 《Applied and Environmental Microbiology》、《European Journal of Plant Pathology》、《Symbiosis》、《Biological Control》和《Mycorrhiza》等外文期刊以及我国《微生物学杂志》、《微生物学 通报》、《生态学报》、《菌物学报》和《西北植物学报》等期刊 上。其研究内容主要涉及植物内生菌活性成分、植物内生 菌与宿主关系、植物内生菌抗虫工程等方面。这些研究对 阐明植物与微生物之间的作用机制有着非常重要的理论价 值,同时对药用植物栽培、农作物生产等有着重要的应用价 值。笔者重点论述了近几年在植物内生菌在活性成分及两 者相互关系方面的研究进展,为植物内生菌资源的保护和 利用提供参考。 1 植物内生菌活性成分研究进展
注: 以“endophyte”为主题词在 Web of Science 上进行搜索并统计。 图 1 从 2003 年至 2012 年在英文期刊上发表的内生菌研究方面
的文章数目
个属,而内生真菌因为在植物体内普遍存在[3],数量非常巨 大,目前已研究几百种,其潜在的数量更是难以估算。作为 植物内生放线菌,它一直被人们所忽视。作为微生物中非常 重要的类群,植物内生放线菌在医学、农业和工业方面同样 显示出非常广阔的应用前景[4]。这些内生菌可产生丰富多 样的具有生物活性的天然产物,其应用主要集中在医用方面 如紫杉醇、喜树碱、鬼臼毒素等,其功能主要有抗癌[5]、杀菌、 细胞菌素和神经保护活性[6]等。植物内生菌的研究手段和 方法也在不断改进[7]。 1. 1 药用活性成分 药用植物资源的利用具有悠久的历 史,有记载的药用植物就有 10 000 多种,其中大多数在其生 活史中都伴随着内生菌[8]。我国学者对一些传统药用植物 ( 如红豆杉、杜仲、滇重楼、半夏、葛根、天南星和麦冬等) 等的 内生菌进行了深入研究,发现了许多药用活性成分[9 -15]。由 于这些内生菌可以产生与宿主相同的活性物质,对药用植物 内生菌的研究和开发将在一定程度上缓解药用植物资源匮 乏的现状。最新的研究显示从长春花( Catharanthus roseus) 中分离的一株内生细菌———微球菌菌 ( Micrococcus sp. ) 不仅 能够提高宿主生长和生物量,而且能够提高其抗癌活性和
室,西部资源生物与现代生物技术省部共建教育部重点实验室,陕西西安 710069)
摘要 植物内生菌是存在于植物内部与植物密不可分的一类微生物。随着研究的不断深入,人们在内生菌活性物质的研究、内生菌与 宿主的关系等方面取得了新的进展,并已实现了内生菌在农业生产等领域的应用。该研究综述了近年来植物内生菌活性成分以及内生 菌与宿主植物之间相互关系的研究进展,并对内生菌应用的前景进行了展望。 关键词 内生菌; 活性物质; 宿主植物; 进展 中图分类号 S 182 文献标识码 A 文章编号 0517 - 6611( 2013) 13 - 05641 - 03
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