药用植物内生放线菌的分离和生物学特性

药用植物内生放线菌的分离和生物学

特性

摘要:【目的】探索药用植物内生环境可培养放线菌的分离、培养方法，总结药用植物内生放线菌的生物学特

性，探讨其物种多样性，挖掘新的微生物资源。【方法】采用10 种分离培养基对37 个新鲜的药用植物样品

进行内生放线菌的分离;通过比较，选择适合植物内生放线菌生长的培养条件;根据菌落形态和细胞特征观

察结果，选择其中174 株菌测定16S rRNA 基因序列，分析药用植物内生放线菌的多样性;应用Biolog GEN

III 微孔培养、API 50CH 以及API ZYM 试剂条测试27 株代表菌株的生理生化特性。【结果】分离得到940

株植物内生菌，分属于47 个属，30 个科，其中放线菌600 余株，分属于34 个属，共发现潜在的新分类单元有

7 个;本研究中药用植物内生放线菌的培养条件是:PYG 培养基、pH7. 2、28℃－32℃;菌株间的生物学特性的

差异与菌株系统进化关系呈正相关关系;不同环境植物的内生菌菌株的生物学特性差异较大，相同环境的不

同植物内生菌的生物学特性差异较小。【结论】药用植物内生放线菌物种丰富多样;药用植物内生放线菌在

唯一碳源利用、发酵碳源产酸及酶学活性等生理生化特性方面没有表现出和宿主植物的直接相关性，而是呈

现出和宿主植物的地理分布有一定的相关性。

关键词:药用植物，内生放线菌，生物学特性，多样性

中图分类号:Q939 文献标识码:A 文章编号:0001-6209 (2013)01-0015-09

药用植物有着独特的药理活性，特别是在治疗一些疑难病症上有着不可替代的作用。如茵陈主治

黄疸型肝炎、肝硬化、肝腹水等肝病;狼毒主治结核、

气喘等，还具有抗肿瘤的作用。药用植物的有效成

分的提取和研究一直是国内的热门课题。1993 年，

美国蒙大拿州立大学的Stierle 研究小组首次从短叶

紫杉(Taxus breviforlia)中分离得到一株能合成抗癌

物质紫杉醇的内生真菌新种安德氏紫杉霉菌

(Taxomyces andreanae)

［1］

，并证明内生菌具有合成

与宿主植物相同或相似的活性成分的功能。由此掀

起了对药用植物内生菌研究的热潮。《微生物学通

报》编辑部的郝荣乔于2009 年初对2008 年的年度

点评中报道“植物内生菌成为我国当前微生物研究

领域的热点”

［2］

。的确，药用植物内生菌的研究和

有效开发对药用植物资源、特别是濒危植物资源的

保护具有重要的意义。

本研究选取采集自北京、贵州、云南和西藏等地

的药用植物样品37 份，经过表面消毒处理后，应用

放线菌分离培养技术从中分离放线菌菌株;根据菌

株的16S rRNA 基因序列信息以及系统进化关系，

探讨药用植物内生放线菌的物种多样性;通过生理

生化实验测定，揭示药用植物内生放线菌的生物学

杜慧竟等: 药用植物内生放线菌的分离和生物学特性．/微生物学报(2013)53(1) ordination analysis，NTSYSpc v．2. 02 ) 进行分析，构

建表型数值分类聚类图，分析实验菌株的生物学特

性。

2 结果

2. 1 菌种分离结果

从37 份药用植物中共分离、纯化得到940 株纯

培养物(表1)。从云南、贵州和西藏来源的植物样

品中分离得到的放线菌的比例稍高于北京的植物样

品;来源于植物根、茎、叶的菌株数量基本相当，没有

明显差异;和其它9 种分离培养基相比较，丙酸钠分

离培养基(M7)分离得到的放线菌数量占显著优势。

表1 药用植物内生菌分离结果统计

Table 1 The strains isolated from the medicinal plants

Plant

number

Number

of

isolates

Plant

number

Number

of

isolates

Plant

number

Number

of

isolates

Plant

number

Number

of

isolates P1 34 P11 6 P20 10 P29 64

P2 40 P12 18 P21 15 P30 2

P3 46 P13 10 P22 4 P31 8

P4 43 P14 1 P23 3 P32 44

P5 17 P15 8 P24 77 P33 45

P6 44 P16 15 P25 12 P34 31

P7 8 P17 14 P26 73 P35 34

P8 4 P18 1 P27 98 P36 12

P9 6 P19 12 P28 59 P37 3

P10 19

通过菌落形态以及菌株细胞显微形态的初步观

察结果以及菌株来源，选择174 株代表菌株进行

16S rRNA 基因序列测定和比对，结果显示，174 株

分离菌株隶属于30 个科、47 个属，其中的放线菌

139 株，分属于34 个属( 图1)。以菌株的16S rRNA

基因序列与NCBI 数据库中有效描述菌种相似性＜

98. 2% 作为操作分类单元( taxanomic operational

units，OTU) 的划分界限

［12 －13］

，其中有22 株菌代表

了7 个新的操作分类单元。

2. 2 药用植物内生菌的生物学特性

为了比较研究药用植物内生放线菌的生物学特

性，选择了27 株分离菌株进行了生长温度、pH 值、

唯一碳源利用、利用碳源产酸以及酶学特性测试，其

中包含了 2 株药用植物内生细菌。来源于韩国菌种

保藏中心的3 个典型培养物KCTC 19272 T

、KCTC

19469

T

和KCTC 19037

T