微生物在中药生产中的应用

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应用微生物学
猪苓菌的次生代谢产物
• 猪苓酮类成分：是猪苓的特征性成分, 根据 报道有毛发再生活性和抗癌活性。对猪苓酮 A～G的细胞毒作用研究结果表明，猪苓酮 A～G对白血病1210（L-1210）细胞的增殖 均有剂量依赖性的抑制作用。
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应用微生物学
猪苓酮 A (Polyporusterone A) 2,3,14,20,22-Pentahydroxyergost-7-en-6-one
微生物在中药生产中的应用
应用微生物学
微生物与中药
• 在中药家族中有一类特殊的成员---微生物。 • 中药材: • 中药现代化研究的工具:中药二次开发、拓
展中药资源、中药药理研究。
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应用微生物学
微生物相关中药的形成方式
• 一、以腐生生活方式形成的大型药用真菌: 如灵芝、猴头、木耳、香菇等。
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应用微生物学
进行猪苓研究的国家
• 生物学研究：中国、南韩、日本。 • 栽培研究：中国、南韩。 • 化学成分研究：日本、中国、南韩。
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应用微生物学
• 四、寄生真菌侵染活体昆虫形成的虫菌复 合体，其实质是昆虫的致病菌。如冬虫夏 草、僵蚕、蛹虫草等。
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应用微生物学
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应用微生物学
中药的微生物转化研究
• 可以借助不同真菌产生的丰富酶系来炮制 中药，达到产生新的药用成分、提高有效 成分含量、降低不良反应的目的。
• 这些真菌基本上都可以实现人工栽培。
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应用微生物学
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应用微生物学
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应用微生物学
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应用微生物学Baidu Nhomakorabea
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应用微生物学
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应用微生物学
• 二、由天然微生物发酵植物性中药材料形 成，如神曲、红曲等，主要是酵母和丝状 真菌。
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应用微生物学
• 血竭形成与真菌侵入有关，龙血竭的形成是因为
龙血树树干外部受到机械或虫蛀损伤后感染真菌
等微生物，从而引起的龙血树植物体的防御作用，
产生次生代谢物质。特异性真菌作用于龙血树材
质可促成血竭的形成。
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应用微生物学
• 沉香: 沉香树在遭受到雷击、风折、虫害 感染或人畜危害等各种伤害时，自身会分 泌树脂修补受伤部位。某些伤口由于在开 放期感染真菌，受伤部位难以完成真正意 义上的愈合，因此开启了为治疗创伤持久 的、奇妙的沉香制造与累积的过程。甚至 经历数百年漫长岁月，才诞生了珍惜的沉 香。
• 由菌丝形成菌核的关键技术没有解决，种苓来源 问题成为猪苓大规模栽培的瓶颈问题。
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应用微生物学
猪苓人工栽培 示意图
3～5年收获，老苓做药材，灰苓和 部分生活力较强的黑苓留作种苓。 还无法象其它食用菌可以由菌丝开始 制种栽培。
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应用微生物学
猪苓菌核生长发育规律
• 白苓、灰苓和黑苓: 一般情况下，分别代表当年、 次年和第三年三个生长年限。
0.006
0.005
0.004 0.003
245.1
0.002 0.001 0.000
288.8
323.3 321.0 343.6
370.9385.3 393.7
-0.001 220.00 240.00 260.00 280.00 300.00 320.00 340.00 360.00 380.00
• 猪苓与蜜环菌：猪苓菌核与蜜环菌之间存在较特殊 的真菌间的共生关系，蜜环菌侵入猪苓菌核以后,二 者之间发生侵染与防御的斗争，最终结果是猪苓菌 核从蜜环菌获得营养，得以生长繁殖。
• 猪苓与伴生菌：郭顺星教授曾经从野生猪苓菌核的 穴中分离到一株与猪苓菌核形成密切相关的伴生菌。 伴生菌作为一种生物调节因子，与猪苓共培养时可 以促进猪苓菌丝形成菌核。
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应用微生物学
药材现状：用量增长产量锐减
• 人口的增加和老龄化加 120 快，导致猪苓用量大增。 100
80
• 环境恶化和无序采挖， 60 导致天然猪苓产量锐减。 40
20
0 60
80 2004
年需求量 万公斤
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应用微生物学
猪苓人工栽培技术有待完善
• 人工栽培猪苓技术早已实验成功。但由于栽培技 术要求高，工序繁杂，需要3-4年方能采收，且 单产低、收益少，因此发展缓慢。
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应用微生物学
• 三、植物和微生物共生形成的中药，如天 麻是蜜环菌和天麻植物的共生体，天麻植 物依靠蜜环菌提供营养；猪苓也是由于蜜 环菌侵入猪苓菌核形成的共生体，由蜜环 菌提供营养。
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应用微生物学
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应用微生物学
• 猪苓[Grifola umbellata (Pers.) Pilát] 是一种药用真菌。
隶属于真菌门、担子菌纲、多孔菌目、多孔菌科。猪苓菌 核生于地下，多年生，是传统的中药材。猪苓子实体俗称 “猪苓花”或“千层蘑菇”，味道鲜美，可食。
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应用微生物学
• 猪苓菌核有利水渗湿、祛痰、解毒的功能。 现代研究发现它有抗癌作用。
• 生产商品化药物“猪苓多糖注射剂”和 “猪苓多糖胶囊”的原药材是猪苓菌核。
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应用微生物学
猪苓的次生代谢产物
• 猪苓多糖：近年来研究的很多，并成功地 商业化应用(猪苓多糖注射剂,猪苓多糖胶囊)。
猪苓酮 B (Polyporusterone B) 2,3,14,20,22-Pentahydroxyergost-7,24(28)-dien-6-one
0.030 0.025 0.020 0.015 0.010 0.005 0.000
猪苓酮 B
猪苓酮 A
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0.009
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0.007
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应用微生物学
• 五、微生物侵染植物后，植物抵抗微生物 的侵染而形成的植物抗毒素，如龙血竭、 沉香等。
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应用微生物学
血竭的形成机制
• 龙血树受到外部机械损伤，虫蛀的木质和年老髓 部中空的内轮木质，年长日久，细胞中的树脂就 会不断积累，使木质部硬化形成一不易透水和通 气的保护层，这一富含树脂的紫红色木质部可供 中药直接应用。