禾本科植物内生真菌研究22:Epichloe festucae E2368基因组中非核糖体肽合成酶编码基因的挖掘与分析

[目的]Epichloe内生真菌能够产生抵御牲畜和害虫啃食的生物碱,其中部分生物碱由非核糖体肽合成酶(non-ribosomal peptide synthetase,NRPS)合成。本研究旨在分析E.festucae基因组内的NRPS编码基因,并预测其功能。[方法]以E.festucae E2368菌株基因组数据为对象,综合运用HMMER和全局比对等分析方法以及ClustScan、PKS/NRPS Analysis和NCBI等数据库进行信息比对。[结果]E2368基因组中含有至少19个候选NRPS基因,其中11个未在Epichloe内生真菌中报道。序列比对结果表明候选基因均为子囊菌中已报道的序列,但其中8个基因的功能未知;E2368基因组中存在环孢菌素合成酶基因扩增现象。构建候选NRPS基因所有A结构域氨基酸序列发育树,发现不同NRPS基因的A结构域会聚到同一分枝,而相同NRPS基因的A结构域则分散于不同分枝,说明采用简并引物扩增NRPS基因存在一定的局限性。[结论]对E2368基因组中NRPS基因的挖掘,将有助于解析NRPS基因的多样性,促进对新的天然产物的发现和生物合成途径的认识。

高效降解邻苯二甲酸酯植物内生菌的抗生素耐药性研究

微生物降解被认为是修复邻苯二甲酸酯(PAEs)最具有前景的方法之一.然而,从环境中分离的PAEs高效降解菌大部分是致病菌或条件致病菌.植物内生菌为非致病菌,分离PAEs高效降解植物内生菌具有重要的现实意义.选取一株Bacillus subtilis N-1为研究对象,该菌株是从受污染的植物内部筛选到的植物内生菌,能以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)两种PAEs为唯一碳源和能源生长.探究了菌株N-1的生长习性,包括其吲哚乙酸的分泌情况和对4种抗生素的耐药性.结果表明,投加色氨酸能促进菌株N-1分泌吲哚乙酸;0.50 mg·L^(-1)庆大霉素、8.00 mg·L^(-1)氯霉素、32.00 mg·L^(-1)盐酸四环素和32.00 mg·L^(-1)利福平为菌株N-1的最小抑菌质量浓度.目前污水中抗生素质量浓度远低于菌株N-1的最小抑菌质量浓度,菌株N-1修复PAEs污染的范围较广泛,具有较好的应用前景.

1株植物内生菌解淀粉芽孢杆菌的安全性评价

试验旨在评价1株从杜仲中分离的解淀粉芽孢杆菌的安全性。试验从菌株溶血性、氨基酸脱羧和明胶液化试验、抗菌药物敏感性、腹腔注射、经口灌胃、抑菌活性等进行安全性综合评价。腹腔注射试验分为腹腔注射组(1.0×10^(10)CFU/0.3 mL)和生理盐水组,一次性注射,连续观察5 d。经口灌胃试验分为高剂量组(1.0×10^(10)CFU/0.2 mL)、中剂量组(1.0×10^(9)CFU/0.2 mL)、低剂量组(1.0×10^(8)CFU/0.2 mL)和生理盐水组,每天灌胃1次,连续灌胃28 d。结果显示,腹腔注射和经口灌胃小鼠均健康存活,未见临床变化,试验期间体重正常增加,各组小鼠血常规、血清生化指标和脏器指数差异均不显著(P>0.05),解淀粉芽孢杆菌DZ01未发生易位,氨基酸脱羧和明胶液化试验均为阴性。解淀粉芽孢杆菌DZ01对所测的8种抗菌药物均表现敏感。除粪肠球菌和铜绿假单胞菌外,解淀粉芽孢杆菌DZ01上清液对其余6株指示菌均具有抑菌活性。研究表明,解淀粉芽孢杆菌DZ01具有较好的安全性。

基于Web of Science数据库的植物内生真菌研究的可视化分析

植物内生真菌作为一种高度生物多样性和多用途的微生物群落而备受关注。深入了解植物内生真菌研究现状,可为该领域未来研究方向的确立及发展趋势预测提供理论依据。本文通过文献计量学方法,对1926年至2022年11月期间Web of Science核心合集数据库收录的植物内生真菌相关论文,以“植物内生真菌(Endophytic Fungi)”为检索词进行主题检索,统计相关文献的作者、国家、机构、年发表量、学科、期刊和关键词的分布情况,并利用文献可视化软件VOSviewer对所得数据进行分析。检索结果显示,1926年至2022年11月Web of Science一共收录“Endophytic Fungi”相关论文9945篇,从作者来看,以佘志刚、Proksch Peter、王斌贵以及Lee In-Jung等人为核心的研究团队发文量最高。中国、美国、印度、德国和巴西是发文量最多的国家,其中中国在该领域的发文量占总发文量的33.9%。国内主要发文机构集中在中国科学院、中国科学院大学、中山大学,国外的主要发文机构是圣保罗大学、美国农业部、法国国家科学研究中心。植物内生真菌生物多样性、植物内生真菌与宿主互作机制及利用以及植物内生真菌次生代谢产物生物活性物质挖掘为本领域研究热点,植物内生真菌代谢组学和天然衍生产品合成也是诸多学者关注的重点。本文为植物内生真菌相关领域的学者寻找潜在合作者与合作机构,并为其追踪当下研究热点和分析未来研究发展趋势提供重要参考依据。

植物内生菌促生机制及应用研究进展

植物内生菌是存在于植物体内并对其生长起促进作用的一种重要微生物资源,在农药、医药、食品、园艺等领域具有广阔的应用前景。针对植物内生菌,本文从内生菌促生机制、种类及应用等方面进行综述。在植物内生菌的促生机制方面,内生菌可通过以下4个方面达到促生效果:(1)通过自身作用,诱导植物产生植物激素,使体内的激素大量分泌,本文主要综述了内生菌对于IAA、CTK、GAs共3种植物激素的影响;(2)通过溶磷、解钾、产生铁载体、固氮等方面来达到植物对土壤中微量元素的吸收及利用;(3)对于一些如可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活力、脯氨酸含量等植物生理活性指标的提高;(4)提高宿主细胞的抗逆性,如吸引有益微生物、调节土壤结构、抑制病原菌、缓解非生物的胁迫等。对于具有促生作用的植物内生菌种类,主要有真菌和细菌两大类,并且随着人们研究的不断深入,具有促生能力的内生菌也被人们大量发现。植物内生促生菌将在农业上应用广泛,将其与生物有机肥、化学肥料、微生物农药等其他农业生产材料混合使用,将大大促进我国农业的发展。在此基础上,本文对植物内生菌促生作用进行了分析并进行了展望。

红树林植物内生菌分离鉴定及其抑菌活性研究

[目的]从红树林植物组织中分离出对动物病原菌具有广谱抑菌活性的植物内生菌。[方法]以铜绿假单胞菌、多杀性巴氏杆菌、产气肠杆菌、粪肠球菌4种常见的致病菌作为指示菌,采用M10和P3培养基从红树林植物根、茎、叶组织中分离内生菌,以固体琼脂打孔法筛选具有抑菌活性的菌株,提取菌株的基因组DNA,PCR扩增16S rDNA基因并测序,通过邻接法构建系统发育树。[结果]从红树林植物组织中共分离857株可培养的内生菌,有145株菌有抑菌活性,占分离菌株的16.6%。其中通过M10培养基从红树林植物叶组织分离的菌株32-5对铜绿假单胞菌、产气肠杆菌都具有最强抑菌活性,其抑菌圈直径分别为38和42 mm;通过P3培养基从红树林植物茎组织分离的菌株12-4对粪肠球菌具有最强抑菌活性,其抑菌圈直径为56 mm;通过M10培养基从红树林植物茎组织分离的菌株13-2对多杀性巴氏杆菌具有最强抑菌活性,其抑菌圈直径为64 mm。有抑菌活性菌株分为10个属,其中芽孢杆菌属是优势菌属。[结论]该试验初步揭示红树植物根、茎、叶组织中植物内生菌的抑菌活性和多样性,为开发新型抗菌药物及应用提供理论依据。

植物内生菌在环境保护中的应用研究进展

植物内生菌作为天然的资源菌,在环境保护领域具有开发潜力。其可通过抗菌、营养竞争及合成次生代谢产物等阻止植物病虫害的发生,发挥生物防治作用,有望制备生防菌剂,以一种绿色环保的方式用于植物保护和农业生产。此外,植物内生菌可吸附重金属,产生各种酶类降解木质素,有望应用于污染治理。通过对近年来植物内生菌在生物防治、重金属吸附、木质素降解作用方面的研究成果来综述植物内生菌在环境保护领域的应用研究进展,对其发展趋势做出了展望。

高寒草甸蘑菇圈上植物内生真菌多样性

黄绿卷毛菇(Floccularia luteovirens)是青藏高原特有真菌资源,对高寒草甸植物群落结构和稳定性有重要影响,可形成典型的蘑菇圈。本研究采用传统组织分离法结合ITS序列鉴定方法,分析采自祁连高寒草甸黄绿卷毛菇蘑菇圈上不同植物可培养内生真菌的多样性。结果表明:从6类植物108块组织中分离得到70株内生真菌,总分离率为64.81%,总定殖率为33.33%。多样性与相似性分析表明,矮嵩草(Kobresia humilis)内生真菌丰富度和多样性最高,米尔克棘豆(Oxytropis merkensis)内生真菌均匀度指数最高;火绒草(Leontopodium leontopodioides)和米尔克棘豆相似性最高,其次为麻花艽(Gentiana straminea)与米尔克棘豆、鹅绒委陵菜(Potentilla anserina);不同组织间内生真菌相似性排序为:根−茎>叶−茎>根−叶。内生真菌结构分析表明,不同植物中优势菌分别为Peziza ostracoderma和Stagonospora sp.;不同组织中相对丰度最高均为Peziza ostracoderma。共现网络分析结果表明矮嵩草是黄绿卷毛菇蘑菇圈上的核心植物,特征向量中心性(EC)值为1;Peziza ostracoderma是核心内生真菌,EC值为0.75。黄绿卷毛菇蘑菇圈上植物及其内生真菌均具有丰富的多样性,且内生真菌的分布具有一定的植物特异性和组织偏好性。本研究结果有助于从植物内生真菌的角度为进一步探究青藏高原特有真菌黄绿卷毛菇蘑菇圈上植物−微生物的互作关系提供新思路。

假臭草来源植物内生真菌生物转化(+)-柠檬烯产物分析

为了筛选能够生物转化(+)-柠檬烯的微生物,将7株假臭草内生真菌作为生物催化剂,在30℃,150 r·min^(-1)下发酵6 d后,添加体积分数为0.5%的(+)-柠檬烯继续转化4 d,并采用薄层层析、气相色谱-质谱联用和核磁共振技术分析产物.结果表明:各真菌生物转化(+)-柠檬烯的主要产物为(1S,2S,4R)-柠檬烯-1,2-二醇、环氧柠檬烯、(1S,2R,4R)-柠檬烯-1,2-二醇等;菌株Alternaria Nees PS08生成唯一产物(1S,2S,4R)-柠檬烯-1,2-二醇,质量浓度达到(2.46±0.16)g·L^(-1).

抗桃树细菌性穿孔病植物内生菌的筛选及其抑菌机制研究

桃树细菌性穿孔病发生普遍,严重制约了桃产业的发展。为研究植物内生菌对桃树细菌性穿孔病病原菌的抑制作用,从健康桃树、博落回、金银花、板栗等健康植物材料中分离筛选出优势拮抗内生菌株,并测定其胞外代谢产物对病原菌细胞膜与细胞壁通透性、纤维素酶活性、胞外多糖(EPS)含量、呼吸代谢、核酸含量的影响。结果表明,分离得到的45株内生菌中,从金银花植株中分离的曲霉属JYY-3菌株抑菌效果最好,其最小抑菌浓度(MIC)、最低杀菌浓度(MBC)分别为50、200 mg/mL。经该菌株胞外代谢产物处理后,桃树细菌穿孔病病原菌核酸泄漏量、AKP活性和电导率显著提高,且浓度越高效果越明显。此外,JYY-3菌株胞外代谢产物能显著降低病原菌纤维素酶活性、EPS含量、DNA和RNA含量,抑制其琥珀酸脱氢酶(SDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)活性,且浓度越高作用越强,经2.0MIC菌株JYY-3代谢产物处理12 h后,桃树细菌穿孔病病原菌的SDH、MDH活性较对照组分别降低107.644、13.729 U/mg。可见,金银花内生菌株JYY-3对桃树细菌性穿孔病病原菌有显著的抑制作用,可通过抑制纤维素酶活性及EPS合成以减弱病原菌入侵植物能力,增大细胞壁和细胞膜通透性使内容物外泄,抑制核酸合成以及呼吸酶活性等途径抑制病原菌的繁殖。本研究结果为植物内生菌防治桃树细菌性穿孔病的进一步研究奠定了理论基础。

药用植物内生菌的研究进展

药用植物内生菌研究对推动中药产业发展具有重要意义。本文对近年来药用植物内生菌的多样性、分离鉴定、代谢产物等方面的研究进展和技术难点进行综述,并对未来的重点研究方向进行展望,以期为生物学教学提供资料。

浅析植物内生细菌研究进展

内生细菌在植物微生态系统中扮演着重要的角色,分布于宿主体内,不会对宿主造成伤害,通常与宿主互惠共生。其种类繁多,在植物中普遍存在,是一类有待开发的重要微生物资源。近年来,对植物内生细菌的研究取得了显著进展。通过使用高通量测序等新型分子生物学技术,对植物内生细菌菌落及其丰富度的研究有了极大的提升。一些内生细菌能够促进植物的营养吸收,提高植物的抗病性和抗逆性。研究人员发现,植物内生细菌可以通过产生植物激素、抑制病原微生物和调节植物免疫系统等机制促进植物生长和健康。然而,目前对于植物内生细菌与植物互作的具体机制尚不清楚,需要更多的试验和观察来深入了解这些互作机制的细节。未来的研究可以通过使用先进的分子生物学和遗传学技术,结合传统的生理学和生态学方法揭示内生细菌与植物互作的具体机制。

植物内生菌抗菌活性物质的研究进展

植物内生菌是当前研究较为广泛的一种新型的微生物资源,能够产生十分丰富的生物活性物质。近年来,随着人们对植物内生菌的认识逐渐加深,发现某些通过内生菌途径产生的新化合物在抗氧化、抗癌、抗病毒、抗菌及其他方面有较高的活性。本文简单介绍了植物内生菌的发展历程、种类及其分离方法,重点阐述了近几年植物内生菌在抗菌活性物质方面的研究进展。简述了植物内生菌的其他药用价值研究和在未来的重点研究方向。

植物内生菌在建设节水型园林中的潜在应用

植物内生菌是生活于健康植物内,与宿主植物建立互惠互利的共生关系的微生物,具有促进植物生长、提高植物抗干旱胁迫能力等作用。本文总结了植物内生菌的种类,综述了其抗干旱胁迫作用机理和在园林绿化植物抗干旱胁迫中的应用研究,以期为植物内生菌资源在园林绿化、建设节水型园林等方面提供参考。

广西北部湾植物内生放线菌的分离筛选

广西北部湾位处我国西南沿海地区,环境独特,生态环境特殊。本研究采用五种培养基从广西北部湾地区两种植物样品中分离放线菌,共分离得到36株放线菌。广西北部湾地区微生物资源丰富,放线菌作为一种丰富且独具应用前景的微生物资源,值得进一步研究。

植物内生菌与宿主关系研究进展

植物内生菌(endophyte)是指存活于健康植物组织内部,而又不引发宿主植物表现出明显感染症状的微生物类群,主要包括真菌、细菌和放线菌。其在植物体中的分布具有普遍性、多样性的特点。在目前研究过的所有植物中均发现有内生菌,它们可存在于植物的根、茎、叶、花、果实等各个部位。研究发现内生菌除了随植物遗传进行传播外,还可通过多种途径对宿主植物进行侵染,比如可以以内生菌体或孢子形式通过变形、吸器、或渗透等途径侵染植物,也可以通过分解植物表皮细胞壁或通过各种自然开口(包括侧根发生处,气孔,水孔等)或伤口(包括土壤对根的磨损,病虫对植物的损害及收割多年生植物造成的伤口等)等传播途经进入植物。内生菌由于与宿主植物长期共处,进而形成了一种复杂、特殊的关系。它们有的是互利共生关系,而有的是无害或微害寄生关系。两种关系可随多种因素变化而相互转化。本文主要从内生菌在宿主植物中的分布特点、侵染特性及与宿主植物共处方式等方面,对近十年来植物内生菌与宿主关系的研究进展进行综述和展望,以期为植物内生菌资源开发研究提供参考。

植物内生菌促进宿主氮吸收与代谢研究进展

内生菌与植物共生能够提高宿主的氮吸收与氮代谢水平,这可能是由于内生菌在植物体内引发的多种效应的综合结果。植物内生菌能够通过促进植物根系发育和固氮作用为宿主植物提供更多的无机氮素;能够通过分泌多种胞外酶系如漆酶、蛋白水解酶等使宿主植物更好地利用有机氮素;能够提高宿主氮代谢关键酶如硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)等酶的活性;能够提高宿主植物激素水平和维生素含量从而促进宿主氮代谢;能够通过影响宿主植物氮代谢促进宿主植物分蘖、提高宿主植物叶绿素含量和光合速率等等。综述了国内外关于植物内生菌促进宿主氮代谢的相关报道,归纳了植物内生菌影响宿主氮素吸收与代谢的可能机制,并展望了关于植物内生菌促进宿主氮代谢机制方面的研究方向。

植物内生菌与道地药材的相关性研究

内生菌与其宿主植物在长期共进化过程中,形成了密切的互惠共生关系。分析不同生态环境中道地药材与非道地药材内生菌种群结构与功能,总结了内生菌对药用植物生长发育与抗逆性,特别是对药材有效成分积累的影响,初步探讨了内生菌对道地药材形成的机制,提出了从植物内生菌的角度研究药材道地性的新思路。

植物内生菌资源

植物内生菌是一类重要的微生物资源,近年来成为微生物资源研究的热点之一。对内生菌的多样性和开发利用的研究进展以及值得研究的问题等方面进行评述。

4种裸子植物内生真菌抗肿瘤菌株的筛选

使用组织块法 ,从罗汉松、南方红豆杉、三尖杉及银杏中分离到 112株植物内生真菌 ;为得到高活性抗肿瘤菌株 ,我们使用卤虫 (ArtemiaSailina)模型进行初筛 ,得到 39株 (LD50 >8)高活性菌株 (占总分离菌株的 34 .8% ) ,利用MTT法对具有杀卤虫活性的菌株进行复筛 ,结果显示 9株菌株 (占总分离菌株的 8.0 % ) ,对KB或HL 6 0细胞具有显著的抑制作用 (ID50 为 80～ 72 90 ) .罗汉松、南方红豆杉、三尖杉内生真菌的抗肿瘤活性菌株分别占各分离菌株的 7.4%、11.1%、8.3% ,这显示了药用裸子植物内生真菌在抗肿瘤生物活性物质的研究与应用中具有重要的价值 .