茶树内生菌的研究进展

张华琳，王科翰，陈雪冰，李东育，张欣欣

（信阳学院，河南 信阳 464000）

植物内生菌（Endophyte）是一类生活在健康植株的各种组织或器官中的微生物，这些微生物不会导致宿主植物产生明显的病害症状，能够与宿主植物互惠共生、协同进化。常见的植物内生菌类群主要包括内生真菌、内生细菌和内生放线菌。自从第一株植物内生菌被分离鉴定出来以后，植物内生菌就作为一类重要的微生物资源受到了广泛地关注。大量研究发现，许多内生菌能够稳定存在宿主植物内部组织或器官中，在植物体内完成独立分裂繁殖，表现出丰富的群落多样性。

茶叶作为一种十分重要的经济作物，由于保健功能以及独特的香气影响着人们的生活。茶树内生菌主要是指生长在茶树组织或器官内不会引发茶树病变的微生物。茶树内生菌由于生长在茶树的组织和器官内，通过与茶树之间的相互作用，影响着茶树的生长环境、生长状况、代谢产物以及茶叶的风味。因此，研究茶树内生菌的分离鉴定、分布和生物学功能等问题十分重要。本文对茶树内生菌多种研究内容进行分析和总结，为茶树内生菌的进一步研究和应用提供一定的参考和思路。

1 茶树内生菌的分离和鉴定

茶树内生菌的分离和鉴定是研究茶树内生菌的基础。茶树内生菌能否成功分离的关键是茶树组织块的表面消毒，依据茶树组织器官、内生菌类型以及分离效果等差异，茶树组织块的消毒方式也不尽相同。目前已有大量研究，基于传统的分离方式，通过不断优化分离的方法，已经达到了比较好的分离效果，分离得到的内生菌一般会依据形态特征和核酸分析等方法进行初步鉴定。

刘诗诗[1]对茶树桂香18号的根、茎、叶进行内生真菌的分离纯化，共分离出内生真菌24株，并对24株内生真菌进行7种常见植物病原菌的抑菌活性检测，其中从茎中分离的J-7内生真菌具有较强的广谱抑菌性，且抑菌效果明显，结合形态学和分子生物学鉴定方法，鉴定该菌株属于镰刀菌属（Fu‐sarium.sp）。李方舟[2]利用培养依赖型的方法对新鲜普洱茶叶片内生菌进行分离、纯化，得到32株内生细菌和14株内生真菌，发现内生细菌FZ06为芽孢杆菌属贝莱斯芽孢杆菌种，命名为Bacillus velezensis FZ06。单文娜[3]等人通过对福建茶树内生放线菌的研究，从16个茶树品种的根、茎、叶中分离获得46株内生放线菌，鉴定为11个科，13个属，其中优势菌株为链霉菌属。此外，研究也表明了茶树内生放线菌具有广泛抑菌、抗菌和促进植物生长的活性。茶树内生放线菌同茶树内生真菌和内生细菌一样具有巨大的资源开发价值。然而，现阶段对于茶树内生真菌和内生细菌的分离和鉴定研究很多，而对内生放线菌的研究很少。

2 茶树内生菌的分布特点

茶树内生菌种类丰富，具有多样性。主要表现在：不同茶树品种其内生菌组成具有明显差异，同种茶树不同组织器官中的内生菌种类和数量也存在明显差异。汪立群[4]等人对处于同一栽培管理水平下种植的紫娟和云抗10号的内生菌的多样性进行对比分析，结果表明：不同茶树品种间内生菌群落组成存在较大差异。从紫娟中分离得到内生真菌5株，分属于4个属，从云抗10号中分离得到内生真菌共12株，分属于4个属。现阶段可以利用Ⅰllumina MiSeq测序技术，对不同茶树品种的内生菌群落进行分析，研究不同茶树品种对其内生菌群落多样性和结构的影响。此外，也可以研究地理位置、气候变化、茶叶叶龄、样品采摘时间等多种因素对茶树内生菌分布的影响，并进一步探究这些因素是如何影响茶树内生菌群落分布的。

3 茶树内生菌的生物学作用

茶树内生菌存在于健康茶树的各种组织和器官内部，与茶树互惠互利，在一定程度上对茶树的生长具有直接影响，通过影响茶树的代谢产物及进程，进而影响茶树的品质以及茶叶的风味。而茶树内生菌的存在，不仅能够促进茶树的生长，而且在提升茶树对Al3+耐受力，降解茶树植株中积累的农药，防治茶树病原微生物，促进茶叶成分转化等方面也发挥了重要的作用。

3.1 促进茶树的生长

在茶树生长发育的过程中，宿主植物与内生菌相互作用，促进植物生长调节激素的合成，通过直接作用促进植株的生长。曾秀丽[5]等人用分子遗传学方法，证实了从紫娟茶树中分离得到的水生草螺菌在茶树生长过程中具有多条生长素合成途径。合成的生长素对茶树的生长具有一定的调节作用，具有显著的促进生长的作用。此外，研究发现茶树在重金属胁迫下，茶树内生菌可以通过改变土壤根系环境的pH值，释放胞外酸性磷酸酶，溶解磷酸盐，通过螯合、离子交换等多种方式，提高植物对于磷、钾土壤肥料的吸收和利用，间接促进植物生长[6]。

3.2 促进茶树对铝的耐受力

在酸性土壤条件下，铝毒是限制植物生长的关键因素之一。土壤中Al3+的过量累积，对植物的影响主要表现在：破坏细胞膜的结构和功能，影响酶活性和矿质元素的吸收，抑制遗传物质的合成，抑制根、茎、叶的生长等。

茶树作为Al3+的高富集植物，Al3+主要积累在根部。研究表明，内生菌可提高茶树对铝的耐受性。可以采用平板对峙等鉴定方法从茶树中分离并筛选出提高茶树耐铝性的内生菌，然后对其进行Al3+吸附实验，探究分离鉴定出的内生菌是否具有提高茶树对铝的耐受力的能力。武平安[7]以小麦、茶树为材料探究茶树内生青霉菌的耐铝特性，证明了青霉菌对于植物解除铝胁迫具有一定的作用，茶树内生青霉菌在PDA培养基上可耐受200 mmol/L Al3+。由此可见，茶树抗铝毒的特性与其内生菌有着密切联系，但是茶树内生菌是如何提高茶树对铝的耐受力的机制还不清楚，需要进一步深入研究探讨。

3.3 降解茶树中积累的农药

茶叶是我国重要的出口产品，近年来随着经济的发展，人民的生活质量不断提升，食品安全问题成为关注的焦点。茶叶的农药残留问题受到高度的重视，农药残留已经成为限制我国茶叶出口的一个关键因素之一。据调查得知，各地区茶叶农药残留检出率普遍较高，目前关于茶树内生菌降解农药的生物降解方法鲜有报道。

王晓霞[8]等人从龙井茶叶片中筛选分离得到能够降解有机磷农药的内生真菌ES-4，并且，研究发现主要是由于内生真菌ES-4产生的降解酶能够对有机磷农药进行有效降解，证明了茶树中存在能够降解农药的功能性内生真菌。所以可以针对多种不同的农药，设计试验分离鉴定筛选对各种农药起降解作用的茶树内生菌，并探究其降解农药的机制，为茶叶农药残留问题提供一种新的解决思路。

3.4 防治茶树病原微生物

在茶树生长过程中，茶树能够与其内生菌相互作用，提高茶树对病原微生物的抗性。李雪娇[9]从油茶健康的叶片上，通过平板对峙、16SrDNA测序等鉴定方法，分离鉴定得到一株对油茶软腐病病菌具有显著抑制作用的内生细菌，编号为L46的淀粉芽孢杆菌，此细菌通过导致软腐病菌菌丝畸变，使细胞破碎死亡，抑制其生长，达到病害的防治作用。黄晓琴[10]等人采用同样的分离鉴定方法，从茶树健康组织上筛选得到能够显著抑制冰核细菌生长的内生菌，鉴定为解淀粉芽孢杆菌Y1，防治茶树霜冻害。张林平[11]等人通过平板对峙、发酵复筛的方法，从健康油茶叶片中分离鉴定得到6株内生细菌菌株，其对油茶炭疽病具有较强的拮抗作用，其中3株为芽孢杆菌属，3株为梭形芽孢杆菌属，其抑菌率可高达82.4%，最低为66.0%。因此，利用茶树内生菌自身优势，能够最大限度的发挥生物防治作用，有效减少病菌对茶树的侵害作用，帮助茶树抵抗胁迫环境，对于茶的生产和发展具有重要的意义和价值。

3.5 促进茶叶成分转化

我国对茶的种植可以追溯到汉朝时期，茶树是一种良好的经济作物，含有多种药用成分，叶片制成的茶为一种健康的饮料。茶树与其内生菌相互作用，能够有效促进茶叶成分的转化从而改善茶叶的品质，形成独特的风味。发酵是形成茶色、茶香、茶味特征的关健工艺，在多种制茶过程中，往往需要进行一定程度的发酵，而发酵很大程度是多种微生物和茶树共同作用的结果，茶树内生菌也在发酵过程中起到重要作用。

路伟尧[12]通过对普洱茶生长环境的空气微生物、茶叶中的内生菌、制作发酵过程中的微生物进行研究，发现不同品种普洱茶制备过程中存在的微生物不同，普洱茶独特风味及品质与茶树内生菌的代谢活动有着直接关系。多酚氧化酶在茶树生长代谢过程及茶叶制作加工中发挥极大的作用。所以，可以采用鉴别培养基筛选法，以酚类物质为底物，从茶树内生菌中筛选得到产多酚氧化酶的内生菌菌株，探究其促进茶叶成分转化的机制。一些内生菌还可能产生天然色素，所以可以探究这些内生菌产生的微生物色素能否影响茶的成色。

3.6 影响茶树次生代谢产物产生

茶树作为多年生常绿木本植物，次级代谢产物含量丰富，如茶多酚、表儿茶素、咖啡碱、茶氨酸等具有降脂、抗氧化、消炎抑菌、缓解心理压力等多种功效。研究表明，内生菌能够参与宿主植物体内的次生代谢途径，诱导合成多种代谢产物。

常慢慢[13]以茶和油茶组织培养苗为材料，对分离得到的内生菌进行UPLC-MS/MS鉴定，证明了茶树内生菌能够以氨基酸为底物高效合成茶氨酸，当以赖氨酸为底物时转化效率最高。所以，可以通过茶树内生菌与茶树组培苗共培养方法，分离筛选得到能够促进茶树组培苗生长的内生菌，并探究这些内生菌是否可以影响宿主茶树代谢产物，如茶多糖、咖啡碱以及儿茶素的含量。目前，内生菌对茶树有益代谢产物合成的促进是提升茶叶品质的一个重要方向，因此，彻底研究茶树内生菌与茶树代谢产物积累的关系可提升茶叶的品质进而提升茶叶的经济效益。

4 展望

目前，关于禾本科植物内生菌的研究较为丰富，但对茶树内生菌的研究较浅，多数研究都停留在茶树内生菌的分离和鉴定上，茶树内生菌对茶树生命活动影响的具体作用机制还不够清晰。茶树内生菌由于生长在茶树的组织和器官内，通过与茶树之间的相互作用，影响着茶树对其生长环境的应答、生长状况、代谢产物以及茶叶的风味。因此，需要更加深入地研究，清晰内生菌与茶树之间相互作用的机制，为茶叶生长和生产提供一定的指导，同时可以更好地开发植物内生菌的资源，创造一定的社会价值和经济价值。