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| 植物內生菌農藥活性研究進展 //chinaqfs.com 2006-11-29 13:02:50 瀏覽： |
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| 植物內生菌（Plant endophyte）是指那些在其生活史的一定階段或全部階段生活于健康植物的各種組織和器官內部的微生物，被感染的宿主植物（至少是暫時）不表現出外在病癥，可通過組織學方法或從嚴格表面消毒的植物組織中分離或從植物組織內直接擴增出微生物DNA的方法來證明其內生。它不僅包括互惠共利的和中性的內共生微生物，也包括那些潛伏在宿主體內的病原微生物，這些微生物有細菌、真菌、放線菌等。自1898年Vogl從黑麥草種子內分離出第一株內生真菌以來，植物內生菌作為一種新的微生物資源受到了廣泛的關注，從內生菌中尋找和發現新的活性化合物已成為國內外研究的又一熱點。近年來，該領域的研究已取得一定進展，發現了一些有醫用、農用價值的菌株和化合物。筆者將對具有農藥活性的植物內生菌的研究進展作一綜述。
一、植物內生菌的普遍存在性和生物多樣性 內生菌普遍存在于各種陸生及水生植物中，具有分布廣、種類多的特點。現已發現有80多個屬的幾百種禾本科植物都有與之共生的內生真菌。近二十年來，內生真菌在一些重要的經濟林木如針葉類的各種冷杉、云杉、紅杉、紫杉、松柏等以及闊葉的櫟樹、樺樹、榿木、桉樹等植物樹皮、枝葉內相繼被分離和鑒定。在多種灌木、草本植物、栽培作物、果樹、苔蘚和蕨類植物中也陸續發現了內生真菌或內生細菌。從目前研究來看，尚未發現沒有分離到內生菌的植株，因此可以推斷內生菌在植物體內是普遍存在的。 內生菌廣泛分布于植物體的根、莖、葉、花、果實和種子等器官組織的細胞或細胞間隙中，其種類、數量、分布定植都因植物種類不同而異。Anorld等最近分析了巴拿馬中部雨林中兩種植物葉子中的內生真菌，結果發現分離自83個健康葉片的內生真菌可有多達418個形態學種。內生細菌也具有相似的生物多樣性，目前在各種農作物及果樹等經濟作物中發現的內生細菌已超過129種，分別隸屬于54個屬。 二、具有農藥活性的植物內生菌 1. 內生真菌 從牧草中分離得到的內生真菌香柱菌，所產生的波胺堿和黑麥草堿類物質對昆蟲具有殺傷作用，對牲畜等脊椎動物無毒。Strobel等從雷公藤的莖中分離得到一株內生真菌Ｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｏｐｓｉｓ ｏｆ ｑｕｅｒｃｉｎａ，能產生一種肽類抗生素Cryptocandin，它能抑制灰葡萄孢（Ｂｏｔｒｙｔｉｓ ｃｉｎｅｒｅａ）等一些植物病原真菌，分離自同一內生真菌的一種新酰胺生物堿cryptocin對稻瘟病菌（Ｐｙｔｉｃｕｌａｒｉａ ｏｒｙｚａｅ）及其他多種植物病原真菌有強的抑殺作用。紀麗蓮等人從黃海海岸低鹽藥用植物蘆竹中分離得到一株木霉屬的內生真菌，它對黃瓜灰霉病菌有較強的抑菌活性。Liu CH等從黃花蒿中分離出39株內生菌，其中21株能產生抗植物病原霉菌的抗菌物質。蘭琪等從殺蟲植物苦皮藤植株中分離得到39株內生真菌，其中1B菌株菌絲體的丙酮粗提物對3齡粘蟲有毒殺作用，1L、2B和5J 3個菌株對番茄灰霉病菌、小麥赤霉病菌、蘋果炭疽病菌和玉米小斑病菌的菌絲生長具有抑制活性。鄒文欣等從蒙古蒿中分離到一株內生真菌，從其液體發酵產物中分離到1個新化合物炭疽菌酸，對小麥根腐病菌（Ｈｅｌｍｉｎｔｈｏｓｐｏｒｉｕｍ ｓａｔｉｖｕｍ）有抑制作用。Daisy等發現Muscodor vitigenus內生真菌產生的萘類物質（naphthalene）具有殺蟲能力。Merrit等從Eucryphia cordifolia中分離的一種膠球菌可產生一些揮發性的殺菌物質，它們對終極腐霉（Ｐｙｔｈｉｕｍ ｕｌｔｉｍｕｍ）和輪枝菌（Ｖｅｒｔｉｃｉｌｌｕｍ ｄａｈｌｉａｅ）等病原真菌具有抑殺活性。 2. 內生細菌 何紅等從辣椒中分離了一株內生枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis，該菌株分泌的抗菌多肽對熱穩定，在中性PH范圍較穩定，并抗紫外線照射，對植物炭疽病菌和番茄青枯病菌等多種植物病原真菌和細菌有強的抑制作用。邱思鑫等從茄科作物體內分離出168株對黃瓜枯萎病菌或番茄青枯病菌有拮抗作用的內生細菌。內生細菌菌株Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｏｊａｖｅｎｓｉｓ RRC101（ATCC55732）所產抗菌物質，在體內外對農作物的多種病原真菌均有抑制作用，尤其對引起玉米等農作物毒性的病原真菌Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｍｏｎｉｌｉｆｏｒｍｅ的抗菌活性最強。如草內生細菌Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｖｉｒｉｄｉｆｌａｖａ，能產脂肽類抗生素ecomycins，該抗生素對病原真菌Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓ和Ｃａｎｄｉｄａ ａｌｂｉｃａｎｓ有較強的抑制作用。楊海蓮等從水稻中分離出的內生細菌陰溝腸桿菌MR12（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ ｃｌｏａｃａｅ）不僅具有固氮活性，而且對水稻稻瘟病、紋枯病具有較好的防治能力。 3. 內生放線菌 鏈霉菌屬于放線菌，它占具有生物活性的植物內生放線菌的絕大部分。澳大利亞Coombs研究小組從小麥根部分離的60多株放線菌中篩選到防治小麥全蝕病的菌株，在溫室試驗中可使小麥全蝕病的危害降低70%。Strobel等在蛇藤中分離到一株新的鏈霉菌Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ NRRL-30562，它能產生4種新的廣譜抗生素Munumbicins A、B、C和D，這些抗生素對多種人體和植物致病霉菌、細菌及瘧原蟲具有廣泛的抑殺活性。最近，Strobel等又從一種有葉蕨類植物中分離到一株新內生鏈霉菌Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ NRRL-30566，它能產生一種被稱為kakadumycins的新型抗菌素，對炭疽芽孢桿菌和瘧原蟲均具有抑殺活性，其生物活性比棘霉素強。從衛矛科植物分離的內生鏈霉菌產生的新chloropyrrol抗生素對多種耐藥性細菌和分枝桿菌有抑制活性。從杜鵑花植物中分離的鏈霉菌產生新的抗真菌物質fistupyrone，對植物病原真菌甘藍黑斑交鏈格孢有抑制作用。李萌等從油菜和芹菜的莖和葉中分離得到215株內生菌，18株對蔬菜立枯絲核菌（Ｒｈｉｚｏｃｔｏｎｉａ ｓｏｌａｎｉ）、直啄鐮刀菌（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｏｒｔｈｏｃｅｒａｓ）、蘋果黑腐皮殼（Valsamali）有很好的拮抗作用，其中有8株為放線菌；從油菜莖中分離出的內生放線菌CHSH19A經鑒定為一株鏈霉菌Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｓｐ．，活性篩選結果證明其具有極強的抗立枯絲核菌活性。 三、結語 植物內生菌是一類次生代謝產物豐富、應用前景廣闊的資源微生物。近年來，植物內生菌由于能夠產生豐富多樣的具有農藥活性的次生代謝產物，在自然界中具有重要的生態學作用，引起了人們廣泛的關注并取得很大進展。從微生物中尋找發現新型先導化合物，是新農藥研制的重要途徑。內生菌作為微生物中的重要類群，其物種豐富，數量龐大，這為新農藥的研究和開發提供了巨大的資源庫。最近一個全面的研究顯示，51%的從植物內生菌分離的生物活性物質是以前沒有發現的化合物，而從土壤微生物發現的新物質僅為38%。由此可見，研究植物內生菌，尋找具有農藥活性的次生代謝產物，是研發新型無公害農藥的重要途徑，前景十分廣闊。 |
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