药用植物黄精内生菌研究进展

李明健 陈晓芳

摘要：黄精是我国重要的药食同源植物之一，其蕴藏着丰富的内生菌资源，众多研究表明，内生菌是具有巨大开发潜力的微生物资源。该文归纳了近年来黄精内生菌多样性、抑菌活性等方面的研究进展，以期为黄精内生菌今后的研究提供参考。

关键词：黄精;内生菌;多样性;抑菌活性;活性物质

中图分类号 R284 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）16-0038-02

黄精（Polygonatlum sibiricum）又名爪子参、老虎姜、鸡爪参，为多年生百合科植物。作为药材使用的是黄精（Polygonatum sibiricum Red.） 、滇酒精（Polygonatumkingianum Coll.et Hemsl. ）和多花黄精（Polygonatum cyrto-nema Hua）3个品种的干燥根茎。作为重要的药食同源的植物资源，黄精在我国已有上千年的使用历史，在《神农本草经》《百草纲目》等书中均有记载。中医认为，黄精味甘性平，具有养阴润肺、补肾益精的滋补功能，可用于脾胃虚弱、肺虚燥咳、肾虚乏力等症状。现代研究表明，黄精药物化学成分丰富主要含有黄精多糖、甾体皂苷、黄酮等，药理活性多样在降血糖血脂、调节和提高免疫力、改善记忆力、保护心血管、延缓衰老、消炎抗病毒、抗肿瘤等诸多方面有作用[1]。目前，由于黄精具有重要的营养保健和药用经济价值，使其处于供不应求的状态。

植物内生菌是指植物在长期生长发育过程中，能够与植物共同生存或者某一段时间定殖于植物中并且不会引起明显病害的微生物，包括细菌、真菌、放线菌。内生菌在各种植物中广泛存在，种类数量众多，是具有巨大开发利用潜力的微生物资源[2]。不同环境下、不同植物中含有的内生菌在数量和种群结构上都存在很大的差异。在长期历史进化的过程中，内生菌与植物在一定环境条件下建立起互利共生的关系，植物内生菌依靠侵入宿主植株来获得营养和庇护，同时内生菌的代谢产物能增强宿主植株的抗逆性，具有促进植物生长等作用[3]。目前，国内外的研究表明，植物内生菌能够产生与宿主相同或相似的代谢产物，特别是药用植物可以从内生菌代谢物中寻找筛选具有药用活性的物質来替代稀缺珍贵、生长周期慢的宿主植物[4];微生物具有生长繁殖快，培养容易控制，成本低等诸多优点，更适于工业化生产。在内生菌研究和黄精开发利用火热的背景下，黄精植株内生菌的研究受到了越来越多的科学研究者的关注，从中开发有价值的微生物是满足医药生产、生物防治等方面的有效途径。

1 黄精内生菌多样性

1.1 真菌类 汪滢等[5]从多花黄精中分离一株具有抗菌活性的真菌，经形态学和分子序列鉴定位变灰青霉（Peni-cllium canescens ）。李艳玲等[6]从泰山黄精的根、茎、叶组织块和果实中分离得到32株内生真菌，经分子生物学鉴定为7个属，镰刀菌属占31.3%最多，其次是不产孢真菌占28.1%。杨洪芸等[7]从黄精根茎中分离纯化到1株具有抗氧化活性的内生真菌HJG3。韦中强[8]等从重庆野生黄精的根部中分离得到了地球囊霉（Glomus geosporum）和摩西球囊霉（Funneliformis）菌根真菌。

1.2细菌类 柏晓辉等[9]从黄山野生黄精的根茎组织中分离得到1株内生细菌，经形态学和分子序列鉴定该菌为芽孢杆菌属。吴依婷等[10]从黄精中分离得到共40株内生细菌。迟惠荣等[11]从多花黄精的根、莲、叶内分离得到11株内生细菌，其中对尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）具有拮抗作用的菌株，经形态和分子初步确定该菌株为贝莱斯芽胞朴菌（Bacillus velezensis）。

1.3 放线菌类 李小林等[12]从黄精中共分离纯化得到52株放线菌，经菌落的形态特征和革兰氏染色的特征初步判定所有菌株均为链霉菌属。

近2年来黄精内生菌方面的研究越来越多，在细菌、真菌、放线菌类都有涉及，但基本都是浅尝辄止，在内生真菌分类鉴定方面尚未进行系统、深入的研究。内生菌在分离过程中有很多不确定因素和随机性，在不同季节和地域分离的菌株在种类上也会存在偏差，种属分离得到不完全;内生菌群落无法构建种族关系，菌群与宿主黄精之间的共生机制更无法分析。

2 黄精内生菌抑菌活性及其代谢产物

汪滢等从黄精内生真菌变灰青霉的发酵液中分离出3种化合物，这3种化合物通过抑菌活性测试发现对多种植物病原菌具有抑菌活性。其中，化合物灰黄霉素对灰葡萄孢（Botryis cinerea ）、圆形炭疽菌（Colletotrichum orbi-culare）等4种病原真菌的抑菌活性最强，具有生物防治的开发价值。李艳玲等分离得到的32株内生真菌中，其中8株具有广谱的抗菌活性。柏晓辉等筛选得到的一株芽孢杆菌，对测试菌苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）、绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa）和鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhi）均具有显著的抑菌效果。吴依婷等研究发现了一株经鉴定为枯草芽孢杆菌的黄精内生菌，对病原菌的抑菌圈半径可达13mm。翟大才等[13]同样得到1株枯草芽孢杆菌，该菌对金黄色葡萄球菌（staphylococcusaureus）、大肠朴菌（Escherichia coli）和绿脓杆菌具有显著抑菌效果。程子洋等[15]从多花黄精内生真菌（Aspergillusochraceus）的次生代谢产物分离得到15个化合物。

以上研究表明，无论是黄精的内生真菌还是内生细菌，对许多病原菌都具有较好的抑菌活性，是具有生物防治或者医药生产开发价值的资源，并且微生物发酵快，生产易于控制。但是目前对这方面的研究还有较长的路要走，一方面，内生菌抑菌机制尚未研究透彻;另一方面，内生菌的抑菌活性物质浓度低，尚不能直接用于扩大生产。

3 其他方面

杨洪芸等对黄精内生真菌進行了抗氧化活性研究，采用DPPH法和铁氰化钾还原力法证明内生真菌HJG3具有抗氧化性质，具有开发天然生物活性成分的价值。韦中强等研究认为，丛枝菌根真菌（AMF）对黄精生长有一定的促进作用。曹冠华等[14]对滇黄精的AMF和深色有隔内生真菌（DSE）定殖情况进行系统调查，结果表明，在滇黄精中AMF和DSE有着较高的定殖率，并且与滇黄精的主要功效成分含量之间呈正相关。迟惠荣等结果表明，多花黄精内生菌贝莱斯芽孢杆菌能够产生激动素、吲哚乙酸、赤霉素等多种植物激素，对宿主植株具有显著的促进生长的效果。

4 展望

随着对黄精越来越多的开发研究，近年来，对黄精内生菌的研究越来越多，在内生真菌、细菌、放线菌的都有涉及，但缺乏系统性研究。主要体现在如下几个方面：一黄精内生菌种群的多样性、菌与宿主植株相互之间的关系并未研究透彻;二是黄精内生菌的生态功能比如菌根菌定殖机制等有待开发;三是内生菌产生活性产物与宿主的关系及其抑菌机制的研究;四是如何将已得到的具有很好的活性产物的菌利用工业化生产等方面，仍需进一步挖掘和研究。

目前不仅是黄精，许多的药用植物如杜仲、铁皮石斛、天麻等的内生菌研究结果并未得到真正的生产化利用。只有把内生菌与宿主植株之间的关系机制等方面全方位的探索和研究清楚，才能让庞大的药用植物内生菌资源得到工业化生产应用。

参考文献

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[3]Carcl S D，Faville M J，Simpson W R，et al.Mutualistic fungal endo-phytes in the Triticeae - survey and description[J].FEMS Microbi-ology Ecology （1） ： 1.

[4] 杨志军，邓毅，曼琼，等.内生菌在天然药物研究中的研究进展[J].中国临床药理学杂志，2018，034（ 005）： 593-596.

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[7]杨洪芸，黄巧丽，刘振亮，等.一株泰山黄精内生真菌的分离及其抗氧化活性初步研究[J].泰山医学院学报，2017，038（010）：1081-1083.

[8] 韦中强，韩如刚，李娜，等.黄精根系VA真菌的侵染情况及其对黄精生长的影响[J].现代农业科技，2017（19） ：57-58.

[9] 柏晓辉，刘孝莲，刘娣，等.一株黄精内生菌的分离鉴定及抑菌活性研究[J].天然产物研究与开发，2018，30（5）： 777-782.

[10] 吴依婷，姚传威，邓波侠，等.黄精根腐病分离菌及其拮抗内生细菌的鉴定[J].浙江农业学报，2018，030（012） ：2087-2093.

[11]迟惠荣，张亚惠，曾欣，等.多花黄精内生贝莱斯芽孢杆菌的分离鉴定及其抗菌与促生作用分析[J].植物保护，2019，45（4）：122-131.

[12]李小林，袁红梅，戚珊珊，等.丹参、黄精内生放线菌的分离及遗传多样性分析[J].微生物学通报，2010，037 （009）： 1341 -1346.

[13]翟大才，房震，吕彩云，等.黄精内生菌枯草芽孢杆菌HJ-2的抑菌活性研究[J].农业生物技术学报，2019（9）.

[14]曹冠华，张雪，顾雯，等.不同产地滇黄精丛枝菌根真菌、深色有隔内生真菌定殖调查及与主要功效成分含量相关性分析[J].中草药，2019（16）.

[15 ]程子洋，柯仲成，吴永祥.多花黄精内生真菌Aspergillus ochra-ceus的代谢产物研究[J].中草药，2019（22）.

（责编：张宏民）

基金项目：毕节科技局联合基金（毕科联合字YZ[2019]4号）;毕节科技局联合基金（毕科联合字YZ[2017]02号）。

作者简介：李明健（1989-），男，江西抚州人，硕士，讲师，研究方向：植物微生物资源及分子生物学。 收稿日期：2020-06-24