大學生科技創(chuàng)新項目申請書(董梅-上交材料)

1、一、根本狀況工程名稱主持人枇杷內生真菌多樣性爭辯及其抗菌活性篩選董梅性別姓名聯(lián)系女民族漢誕生年月1989 年12 月學號 202213050517 主持人曾經(jīng)參與科 參與指導教師“蒙自設施及保護地作物真菌病害多樣性調查及其病原鑒定”研的狀況科研工程二、工程爭辯的目的意義植物內生真菌(plant entophytic fungi)是指那些在其生活史的肯定階段或全部階段生活于安康植物的各種組織和器官內部的真菌 ,被感染的宿主植物不表現(xiàn)或暫不表現(xiàn)出外在病癥 ,可通過組織學方法從嚴格外表消毒的植物組織中分別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。植物內生真菌具有普遍存在性和生物多樣性

2、,很多種類在植物體內作為 生防菌,能有效地防治植物病害,增加植物對病原菌的抗性。蒙自市枇杷種植歷史悠久，且隨著市場需求的不斷增加，枇杷種植規(guī)模不斷擴大，已成為 當?shù)剞r夫脫貧致富的經(jīng)濟支柱。但近年來枇杷根腐病嚴峻發(fā)生，造成巨大的經(jīng)濟損失，制約著 蒙自枇杷產(chǎn)業(yè)的進展。據(jù)蒙自市農業(yè)局期路白農業(yè)綜合效勞中心的調查爭辯，農藥防治該病總 是短期有效、治標不治本。另外，化學農藥引起土壤、水體和大氣污染，農副產(chǎn)品中農藥殘留， 直接危害人類的安康及生存；而且，病原菌產(chǎn)生抗藥性。爭辯說明,內生真菌不僅能促進寄主植物的快速生長,增加植物的抗逆性,而且能產(chǎn)生豐富的與寄主植物一樣或相像的,并具有生物活性的次級代謝產(chǎn)物,

3、因此為生物防治爭辯開拓了一 個的方向。三、國內外爭辯現(xiàn)狀和進展動態(tài)國內外爭辯現(xiàn)狀：植物內生真菌普遍存在于植物的地上和地下局部,且只存在植物組織-真菌的互作界面。侵染根系的內生真菌不形成明顯的構造特征, 此區(qū)分于菌根真菌,后者在植物根部組織中形成特定的功能性構造。內生真菌是一大類未被充分生疏的真菌, 在整個真菌學進展史上,內生真菌的爭辯歷史并不長。1924 年, Lewis 首次報道禾本科植物葉片中存在內生真菌,但此后的爭辯工作很少。1993 美國科學家Stierl等1從短葉紅豆衫(Taxus brevifoli)的韌皮局部別到 1株產(chǎn)紫杉醇的內生真菌安德氏紫杉霉(axomyces andrea

4、na), 從今掀起了人們對植物內生真菌及其活性物質開發(fā)的熱潮。植物內生真菌是植物微生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成成分。它可以直接面對病菌的侵染, 對病菌的致病因子或病菌本身發(fā)起攻擊 ,降解病菌致病因子或菌絲,產(chǎn)生拮抗物質,或誘導植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性抑制病原物 ,而植物本身的基因并未發(fā)生轉變 , 仍舊可以保持自然性狀。另外,植物內生真菌對寄主植物有促生作用。因此,植物內生真菌是植物病害生物防治的自然資源菌,具有寬闊的理論爭辯價值和開發(fā)應用前景。目前，內生真菌爭辯涉及 如下幾個方面：植物內生真菌具有普遍存在性植物內生真菌普遍存在于目前已爭辯過的各種陸生及水生植物中, 從低等的藻類植物、苔癬植物、蕨類植物到高等的

5、裸子植物、被子植物的多種植物組織中,普及整個植物界。自最早 從禾本科植物牧草中覺察內生真菌以來 ,20世紀70年月后期,在一些重要的經(jīng)濟林木如針葉類的冷杉、云杉、紅杉、紫杉、松柏等, 以及闊葉類的櫟樹、樺樹、榿木、桉樹植物樹皮、枝葉內相繼覺察內生真菌,并進展了廣泛的爭辯,進而在多種灌木、草本植物以及栽培作物、果樹甚至藻類、苔蘚和蕨類植物中也覺察了內生真菌2。植物內生真菌的多樣性植物內生真菌是一個多樣性格外豐富的生物類群,其多數(shù)屬于雙核菌門子囊菌亞門中的核 菌綱(Pyrenomyetes)、盤菌綱(Discomycetes)和腔菌綱(Loculoascomycetes)及其無性的多種 真菌,主要

6、分布于植物的葉鞘、種子、花、莖、葉片和根等細胞間,多數(shù)狀況下,在葉鞘和種子 中分布量最多,而葉片和根含量極微3。內生真菌主要通過菌絲生進步入子房胚珠,經(jīng)寄主植物 種子傳播,或產(chǎn)生孢子,通過風、降水等途徑傳播4 而且不同植物體內分別到的內生真菌數(shù)量不同 ,少則十幾種 ,多則近百種。依據(jù)內生真菌與宿主專一性分析 ,平均每種寄主有 45 種寄生菌 ,按地球目前的 25 萬種植物計算,內生真菌的種類至少有 10106種。植物內生真菌的生物多樣性和存在的普遍性為其爭辯供給了最根本的保證【5】。植物內生真菌的生物活性抗菌活性爭辯覺察 ,一些來源于植物內生真菌的自然產(chǎn)物具有抑制和殺滅很多病原微生物的作用,這

7、些微生物包括感染人和動物的細菌、真菌、病毒等病原體以及植物病原菌等。環(huán)肽抗生素6(Crytocandin)是一種多肽化合物,具有抗霉菌活性,是由分別自藥用植物雷公藤的內生真菌產(chǎn)生的。不 僅 對 許 多 植 物 病 原 菌 如 核 盤菌(SclerotiniasclerotioruBotrydtis ciner(Candidaal bicanTrichophytonspp.抑制皮膚和指甲真菌感染的藥物。從番茄(Lycopersicum esculentu)m的根局部別得到內生真Fusrium oxysporu6CinnanomumzeylanicuMuscodoralbu),通過產(chǎn)生多種揮發(fā)性物

8、質來抑制或殺滅一些植物和人體病原菌。Harper7人從Terminaliamorobensis的內生真菌中分別到了兩種化合物Pestacin 和 Isopestacin。試驗證明,兩者既具有抗菌活性,同時又有抗氧化活性?？鼓[瘤活性紫杉醇8(Taxol進微管聚合,抑制微管解聚,使細胞有絲分裂停頓在G2期和M期,從而發(fā)揮其對細胞生長的抑制 作用。紫杉醇已成為近年來抗癌藥物爭辯中的熱點 ,現(xiàn)已被很多國家用于治療化療無效的卵巢癌和乳腺癌。1993 年和 1996 年,Stierle1.9分別從寄生于太平洋紅豆杉(Taxus brevifoliaNutt.)樹皮內的真菌Taxo mycesandrean

9、a)的發(fā)酵液中和西藏紅豆杉 (Taxus Zucc.Taxus cuspidatasiebZucc.)內生真菌進展了爭辯,覺察其中一株絲狀真菌 TCH68 的發(fā)酵液,在體外細胞試驗中,能夠使細胞有絲分裂停頓在中期 ,有可能從中獲得的作用于微管的抗腫瘤抗生素8 題,而且對我國紅豆杉屬植物資源起到了保護的作用。長春堿10.11(Vinblastine)、長春堿(Vincristine)是五十年月末 ,從長春花(Catharan thusroseuL.) Don春花不同部位分別出 100 多種生物堿 ,但這些生物堿在植物體內含量低 ,且植物生長緩慢,資源短缺 ,限制了抗癌藥物的進一步開發(fā)。而從長春花

10、的內生真菌中分別提取出長春堿將解決這一難題。喜樹堿12(Camptothesin)、羥基喜樹堿是從我國特有植物喜樹(Camptothecaacuminata Decne. )當中分別得到,喜樹堿在臨床上廣泛應用于肝癌、胃癌、膀胱癌及白血病等的治療,是拓樸異構酶 I(0.01 %0.10 %) ,且構造簡單難以合成13,遠遠不能滿足臨床治療的需要。通過對喜樹的不同部位內生真菌的分 離狀況看 ,喜樹的葉、枝條和果實的內生真菌菌株的含量高。喜樹內生真菌菌株進展體外抗腫瘤活性篩選 ,在篩選出的 10 個內生菌株中,有 7 個內生菌株發(fā)酵液能顯著抑制白血病細胞HL6013。(Maytasine14是 S

11、MKupchanMaytanus serra中獲得的高效、低毒、構造穎的抗癌有效成分。我國學者也獲得類似的爭辯成,從美登木(Mhoo keri Loes)中分到了美登素15。但是,在美登木內生真菌中并未得到美登素,張玲琪等16首次報道了從美登木莖、葉中分別篩選到一株產(chǎn)球毛殼甲素的內生真菌球毛殼菌,球毛殼素是Sekita 等17于1983年覺察的抗癌化合物。鬼臼毒素18.19(Podophyllotoxin)含有獨特的反式內酯環(huán)構造,主要阻擋細胞分裂前期(G2期)或從G2期進入分裂期的過程,屬于細胞周期特異性藥物；它是合成多種治療癌癥藥物 的前體,具有顯著的抗腫瘤活性,因而具有較大的經(jīng)濟價值20

12、.21。鬼臼毒素始終是從小檗科鬼臼亞科植物中提取,含量低,遠不能滿足要求,加之于對植物原料需求的增多 ,已使這類植物資源遭到嚴峻破壞。李海燕等22從桃兒七(Sinopodophyllumhexandrum)植株中分別得到28株真菌,其中, 有兩株產(chǎn)鬼臼毒素類似物 , 它們分屬于青霉屬(Penicillium) 和鏈格孢屬(Alternaria)2022 年楊顯志等23從四川八角蓮(Dysosmaveitchii)、南方山荷葉(Diphylleiasinensis)等產(chǎn)鬼臼毒素的植物中都分別到產(chǎn)鬼臼毒素的內生真菌。白灰制菌素A(Leucinostatina)是 Strobel 等24在歐洲紫杉(

13、Taxus baccata)的內生真菌枝頂霉屬(Acremoniumsp.)中提取到一種白灰制菌素 A,這種物質除了具有殺真菌活性Torreyanic acid25是一種選擇性的具有細胞毒的苯醌二聚物,由一株分別自佛羅里達榧樹(Torreyataxi foli)的內生真菌的爭辯覺察 ,該化合物具有較強的抗腫瘤作用 ,并且可以通過誘導細胞凋亡而促進腫瘤細胞死亡。異香豆素的內生真菌海洋微生物的爭辯是一個興的巨大領域 ,紅樹林海洋真菌是海洋微生物的重要組成局部。王軍等26從南海紅樹(Rhizophora chinensisL.)的嫩葉中獲得一種內生真菌 No.2533,其代謝產(chǎn)物很豐富 ,其中分別獲

14、得的異香豆素 aviccruin-A 是一種化合物。異香豆素是一類廣泛存在于自然界的自然產(chǎn)物 ,其中某些化合物具有通便、退熱等藥理作用和明顯的抗癌活性。胞松素類化合物(屬于生物堿類物質) Wagenaar等25人從傳統(tǒng)藥用植物雷公藤(Tripterygiumwilfor di)中分別了一種內生真菌 ,覺察其產(chǎn)生三種構造穎的胞松素。進一步爭辯覺察 ,這三種化合物都具有抗腫瘤活性。Huangyaojia27Taxus maireTorreya grandi)分別了擬青霉菌屬(Paecilomycessp.)內生真菌,通過 MTT法檢測到這種內生真菌具有很高的抗癌活性,對人體癌細胞有抑制作用。通過對

15、抗腫瘤藥用植物內生真菌的爭辯 ,可以得到與宿主植物一樣活性的物質 ,不僅可以擴大藥用資源,同時也彌補了某些藥用植物資源和瀕危藥物物種的短缺。解決了藥用植物資源 生長周期長,不能滿足人們預防及治療疾病的需求問題。殺蟲活性Nodulisporic acids28是一種吲哚二萜類化合物,是從植物Bontiadaph noides的內生真菌中覺察的,它具有殺滅大蒼蠅幼蟲的活性。香豆酮衍生物Findla等29人從伏臥白株樹(Gaultheriap rocumbe中分別內生真菌中覺察了兩種香豆酮衍生物,兩者都對云杉蚜蟲具有毒性。萘 萘是由藤蔓植物(Paullinapa ullinio 的內生真菌產(chǎn)生的30

16、。實際上,該化合物是一種廣泛使用的驅蟲劑樟腦球的有效成分?？汞懠参镔| Osterhoge C.31從綠藻類石莼(Ulvalactncal)植物內生真菌中分別(Ascosalipyrrolidinones A)(1)FalciparumstrainK1 和NF54 有抗性。從內生真菌 Geotrichumsp.的發(fā)酵液中分別出三種的二氫異香豆素衍生物和從內生真菌 Phomopsissp.BCC1323中分別出的兩種的二聚體,都具抗瘧疾作用,同時這兩種物質還有抗結核的作用。植物內生真菌與寄主的關系由于植物內生真菌長期生活在植物體內的特別環(huán)境 ,與宿主協(xié)同進化,二者形成相互共生的關系: (1)植物為

17、內生真菌供給光合作用產(chǎn)物和礦物質,并對內生真菌起到保護的作用。(2)內生真菌的代謝物能刺激宿主植物的生長發(fā)育,增加宿主植物對生物(食草動物、昆蟲、 病原菌)脅迫及非生物(高溫、干旱、高鹽等) 的脅迫抗性32。植物內生真菌可以產(chǎn)生多種生長調整物質如植物生長素、赤霉素、細胞感動素等,可直接促進宿主植物的生長33。在低水平氮源的可以增加其抗旱、抗高溫的力量。植物內生真菌可增加宿主植物對病蟲害的抵抗力量,對有害昆蟲和對植物致病菌都有抗性34由于內生真菌存在于植物組織內,不受外界環(huán)境的影響,對植物生長發(fā)育、抵抗病蟲害等具有廣泛的生物學作用,是一類應用前景寬闊的自然微生物資源。因此，從植物內真菌中篩選有

18、價值的生防菌,進展生物防治具有格外重要的意義。我們信任在不久的將來，利用內生真菌進 行生物防治將是一種趨勢。參考文獻：Stierle A, Strobel G, Stierle D, Taxol and taxane production by Taxomyces andr-eanae, an endophytic fungus of P acific yew J.Science,1993,260: 214216楊玉鋒, 李保利. 植物內生真菌在植物病害生物防治中的作用J. 河南農業(yè)科學, 2022,40(3):2528Carrol G, Fungal endophytes in stems

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