目的:分析卷丹鳞叶、根的内生真菌和根际土真菌的群落结构,预测药用部位鳞叶内生真菌的生态功能,从而挖掘出与卷丹活性成分密切相关的功能类群.方法:利用Illumina MiSeq测序技术对卷丹鳞叶、根的内生真菌和根际土真菌内源转录间隔区(ITS)的 rDNA 进行序列测定,并在 FUNGuild 软件中利用操作分类单元(OTUs)对鳞叶内生真菌群落进行功能分类.结果:①子囊菌门和担子菌门是卷丹的优势菌门,毛孢子菌属和镰刀菌属是鳞叶的优势菌属,其中毛孢子菌属在鳞叶中的丰度显著高于根和根际土.②卷丹鳞叶内生真菌被划分为8 个功能类群,分别为未定义腐生菌、植物病原菌、植物内生菌-植物病原菌、动物病原菌-未定义腐生菌、外生菌根、垫料腐生菌-未定义腐生菌、植物内生菌-未定义腐生菌和木腐生菌,未定义腐生菌为最优势的类群,OTUs主要归属于炭垫菌属.结论:毛孢子菌属和镰刀菌属可能与卷丹药用部位的活性成分密切相关.

为了探寻羌活种子不同休眠阶段内生菌的群落结构组成和差异性,利用Illumina Miseq平台分别对羌活种子不同休眠状态(形态生理双重休眠状态(GSA)、形态休眠解除状态(GSB)、生理休眠解除状态(GSC))细菌微生物16S V5+V7区域和真菌微生物ITS1-IF区域的扩增片段进行高通量测序,结合生物信息学进行分析.内生细菌的多样性较内生真菌丰富.内生菌群落种类在门水平上类似;在属水平上,从GSA到GSB阶段,内生菌群落组成发生变化,从GSB到GSC阶段,内生菌群落种类相似.通过Alpha多样性分析发现,从GSA到GSB再到GSC阶段,内生细菌群落多样性显著增大后直到种子生理休眠解除变化不变,而内生真菌群落多样性在种子整个休眠解除过程中变化不大.内生细菌群落结构从GSA到GSB再到GSC阶段均发生了显著性变化,而内生真菌群落结构从GSA到GSB发生显著变化后直到种子生理休眠解除,群落结构变化不大.LEfSe分析发现内生细菌共有37个差异丰富的分类学分支(a=0.01,LDA≥2.0),内生真菌则无.本研究明确了羌活种子不同休眠状态内生菌群落结构组成和差异性,丰富了羌活种子内生菌资源信息,对进一步研究利用微生物方法促进羌活种子休眠解除技术具有一定的指导意义.

Defensin-like proteins are conserved in multicellular organisms and contribute to innate immune re-sponses against fungal pathogens.In rice,defensins play a novel role in regulating cadmium(Cd)efflux from the cytosol.However,whether the antifungal activity of defensins correlates with Cd-efflux function remains unknown.In this study,we isolated an endophytic Fusarium,designed Fo10,by a comparative mi-crobiome analysis of rice plants grown in a paddy contaminated with Cd.Fo10 is tolerant to high levels of Cd,but is sensitive to the defensin-like protein OsCAL1,which mediates Cd efflux to the apoplast.We found that Fo10 symbiosis in rice is regulated by OsCAL1 dynamics,and Fo10 coordinates multiple plant pro-cesses,including Cd uptake,vacuolar sequestration,efflux to the environment,and formation of Fe pla-ques in the rhizosphere.These processes are dependent on the salicylic acid signaling pathway to keep Cd levels low in the cytosol of rice cells and to decrease Cd levels in rice grains without any yield penalty.Fo10 also plays a role in Cd tolerance in the poaceous crop maize and wheat,but has no observed effects in the eudicot plants Arabidopsis and tomato.Taken together,these findings provide insights into the mech-anistic basis underlying how a fungal endophyte and host plant interact to control Cd accumulation in host plants by adapting defense responses to promote the establishment of a symbiosis that permits adaptation to high-Cd environments.

本研究对盐地碱蓬内生菌 Neocamarosporium sp.ZLM-26 的活性次级代谢产物进行了挖掘.采用薄层色谱、硅胶柱色谱、高效液相色谱等分离方法,从该菌株大米培养基发酵产物的乙酸乙酯萃取物中分离得到 6 个单体化合物,经波谱学解析和文献数据对比,鉴定 6 个化合物分别为:5-butyl-6-(hydroxymethyl)-2H-pyran-2-one(1)、(7S)-xylariolide E(2)、(6S)-xylariolide D(3)、diaporpyrone A(4)、4-hydroxybenzaldehyde(5)和 2-(2-hydroxyethyl)phenol(6).分别采用CCK-8 法和 96孔板法评估了 6个化合物的抗肿瘤和抗菌活性.结果显示,6个化合物(50 μmol/L)对胰腺癌细胞株SW1990、PANC-1的增殖无明显抑制作用;而化合物4对大肠杆菌有较好的增殖抑制活性,化合物5、6对铜绿假单胞菌有较好的增殖抑制活性.化合物1为1个新的天然产物,本研究首次报道了其核磁数据和抗菌活性.此外,化合物 1-4 均为首次从新凸轮孢菌属真菌中分离得到.

内生菌广泛存在于药用植物组织和细胞内,主要包括内生细菌、内生真菌和内生放线菌等,对药用植物生长、促进药效物质的形成具有重要作用,因此挖掘具有潜在应用价值的药用植物内生菌具有重要意义.本文归纳总结了常见药用植物内生菌的种类和内生菌促进药用植物药效物质生物合成的途径,包括内生菌的直接合成、诱导子效应、生物转化作用,并针对目前存在的问题加以展望,旨在为药用植物内生菌的基础研究及应用提供参考.

[目的]研究传统药用植物刺山柑(Capparis spinosa L.)不同部位细菌群落结构、物种组成和多样性特征,为药用植物微生物资源的开发及微生物与宿主互作提供理论依据.[方法]本研究以刺山柑地上部植物组织(果实、茎)和地下部土壤(根际土壤、非根际土壤)为研究材料,采用高通量测序技术分析刺山柑不同部位细菌的16S rRNA基因多样性,比较其细菌群落结构和物种组成特征.[结果]刺山柑4种样本共获得的3 649个操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU),属于34门、88纲、248目、464科和1051属.土壤样本的细菌多样性大于植物组织,细菌群落多样性以根际土壤、非根际土壤、茎和果实的顺序逐渐降低,果实内生细菌群落多样性始终最低,显著低于根际土壤.不同部位相对丰度较高的细菌门如下:植物组织中以变形菌门为主,根际土壤中为变形菌门和放线菌门,非根际土中为厚壁菌门和放线菌门.无色杆菌属(Achromobacter)、欧文氏菌属(Erwinia)、肠球菌属(Enterococcus)、微小杆菌属(Exiguobacterium)、乳杆菌属(Lactobacillus)和克雷伯氏菌属(Klebsiella)主要存在于刺山柑植物组织中.游动球菌属(Planomicrobium)、库克菌属(Kocuria)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、链霉菌属(Streptomyces)、微枝形杆菌属(Microvirga)和节杆菌属(Arthrobacter)主要分布于土壤中.p多样性分析结果表明,刺山柑植物组织和土壤的细菌群落结构具有显著差异,同类型样本的细菌群落结构相似.[结论]刺山柑土壤样本中细菌群落的多样性和丰富度均高于植物组织,刺山柑不同部位的细菌群落组成不同.本研究对刺山柑不同部位细菌群落结构进行了初步分析,鉴定了各部位细菌群落中的核心菌群,为以后挖掘刺山柑的功能研究和利用提供了准确的微生物信息.

深色有隔内生真菌(dark septate endophyte,DSE)作为一类植物内生真菌,接菌后如何提高植物应对逆境的生长能力一直是研究热点.为探究接种 DSE 下黄芪光合特征对高温胁迫的响应及其影响因素,本试验设置接菌区(接种 DSE)和对照区,以黄芪为供试对象,分别进行高温胁迫处理,胁迫温度为 42℃,胁迫时间设置 1、3、7 和 11 d共 4 个梯度,每个梯度 3 个重复,测定土壤化学性质、根系指标、叶片形态及光合特征.结果表明:随着高温胁迫时间增加,接菌区与对照区黄芪叶片的面积、气孔张开密度、叶绿素含量与根尖数均呈下降趋势,降低范围分别为55.5%-66.3%、69.6%-81.0%、68.2%-81.2%和 56.7%-59.8%.然而,接种 DSE 提高了黄芪叶片周长、面积、气孔张开密度、叶绿素含量、蒸腾速率及净光合速率(P<0.05),表明接种DSE显著降低了高温对黄芪光合特征指标的影响,提高了黄芪抗高温胁迫的能力.进一步采用主成分与结构方程模型分析发现,土壤速效磷、速效钾、根长、叶绿素 a、气孔张开密度与净光合速率为显著的正向关系(P<0.05),说明接种DSE可以通过调节黄芪根系、叶片光合色素、气孔等指标来提高黄芪的光合速率.本研究重点探讨高温胁迫下接种 DSE 对黄芪光合特征的影响,在利用 DSE 促进植物生长、提高植物耐高温性及光合效率方面具有一定的创新性.研究结果可为 DSE 在高温逆境下资源利用提供科学依据.

基于体外实验建立顺铂诱导肾细胞损伤模型,探讨甘草内生菌对顺铂诱导人胚肾293(HEK293)细胞损伤的减毒作用机制.通过MTT法检测甘草内生菌、顺铂及两者联合用药对HEK293细胞存活率的影响,流式细胞术检测不同干预下HEK293细胞凋亡率的变化,Q-PCR及Western blot法检测凋亡相关指标Bcl-2、Bax、Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9及内质网应激通路(GRP78、CHOP)mRNA和蛋白表达的变化.结果表明,顺铂诱导HEK293细胞损伤,具有时间和剂量依赖性.甘草内生菌能够明显降低顺铂损伤模型细胞凋亡率,通过下调Bax、Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9、GRP78、CHOP mRNA和蛋白表达,上调Bcl-2 mRNA和蛋白表达发挥对顺铂诱导肾细胞损伤的保护作用.综上,甘草内生菌能够改善顺铂诱导的HEK293细胞损伤,其作用机制可能是通过调控Bcl-2家族、Caspase家族凋亡蛋白及内质网应激通路蛋白来实现抗凋亡作用,减轻细胞损伤.

成团泛菌(Pantoea agglomerans)YS19 和菠萝泛菌(Pantoea ananatis)YJ76 是从水稻(Oryza sativa)"越富"品种中分离得到的2株优势内生固氮细菌.利用YS19和YJ76共培养方式模拟菌体栖息微环境,探索潜在的种间生物效应,发现适量的YJ76能够促进YS19共质体的形成并且YJ76细胞可以参与到YS19的共质体结构中,YS19∶YJ76接种量比例为10∶3时促进效果最为显著.相比之下,当使用吲哚产量显著下降的YJ76突变株Δzwf与YS19共培养时,上述促进效应均显著减弱.与单独培养相比,共培养显著提高了两个菌株对重金属Zn2+、四环素、紫外线以及干燥的耐受能力,YS19分别提高了 63.9％、56.0％、57.4％、72.0％,YJ76分别提高了 147.9％、172.7％、266.3％、348.6％.结果表明水稻的两种主要内生菌YS19和YJ76在共栖息时表现为强烈的协同作用,而YJ76产生的吲哚信号分子在这个过程中起到重要调节作用.

目的 鉴定臭常山内生真菌G-(JK)-2,并对次级代谢产物及其α-糖苷酶抑制活性进行研究.方法 通过ITS序列建立系统进化树,鉴定内生真菌G-(JK)-2;对其 45d大米固体培养基发酵物进行甲醇提取、乙酸乙酯萃取,硅胶、Sephadex LH-20 凝胶和半制备HPLC分离纯化后进行结构鉴定,采用PNPG法评价α-糖苷酶抑制活性.结果 鉴定臭常山内生真菌G-(JK)-2 为镰刀属内生真菌Fusarium nematophilum;分离得到 13 个化合物,分别鉴定为p-hydroxybenzaldehyde(G1)、4-hydroxyacetophenone(G2)、anhydromevalonolactone(G3)、flazine(G4)、salicylic acid(G5)、p-hydroxybenzoic acid(G6)、di-(2-ethylhexyl)-phthalate(G7)、terephthalic acid bis(2-ethyl-hexyl)ester(G8)、thymine(G9)、uridine(G10)、adenosine(G11)、2′-deoxyuridine(G12)、nicotinic acid(G13).各化合物对α-葡萄糖苷酶抑制作用依次为G4>G11>G10>G13>G12.结论 所有化合物均首次从臭常山的内生真菌中分离得到,G10、G11、G13 首次从镰刀属内生真菌中分离得到,G4 和G11 有较弱的α-葡萄糖苷酶抑制作用.