药用植物内生真菌研究现状及其应用前景

药用植物内生真菌研究现状及其应用前景

摘要：随着对药用植物内生真菌研究的深入，从药用植物内生真菌中寻找新的

生物活性成分已成为研究热点。内生真菌对药用植物的生长及活性成分的形成都

有影响，内生真菌活性成分已成为发现新颖结构化合物及新药物的潜在资源。简

要综述了近年来在内生真菌的分离鉴定、发酵、次生代谢产物、与宿主的关系等

方面的研究进展。

关键词：内生真菌；分离鉴定；发酵；代谢产物；药用价值

1 药用植物内生真菌研究现状

内生真菌（endophytic fungi）是指生活在健康植物的各种组织和器官内部的

真菌，被感染的植物不表现明显的外在病症，可通过组织学方法、从严格表面消

毒的植物组织中分离的方法，以及从植物组织内直接扩增微生物 DNA 的方法来证

明其内生性。内生真菌不但可以自身合成药物活性成分，还具有促进宿主植物合

成活性成分的能力[1]。药用植物内生真菌代谢产物的多样性和新颖性，将为利用

其进行工业发酵，生产新型活性化合物开辟新的途径。

2 药用植物内生真菌的多样性

内生真菌的分离培养是菌株鉴定及其活性物质研究的基础。由于环境的改变，内生真菌的生长及次生代谢产物的数量、种类等都会受到影响[2]。通过形态学观

察和繁琐的生理生化实验，以及分子生物学鉴定方法进行分类鉴定。

3 内生真菌的次生代谢产物及生物活性

3.1抗肿瘤活性物质

某些抗肿瘤药用植物中部分内生真菌能够产生与宿主相同或相似的生理活性

成分，已有不少学者从具有抗肿瘤作用的药用植物中寻找能产生抗肿瘤成分的内

生真菌，并从中发现了一些具有潜在应用前景的抗肿瘤化合物。1993 年 Stierle 等[11]首次从短叶红豆杉（Taxus brevifolio）的韧皮部分离到一株能产紫杉醇的内生

真菌，随后许多学者从不同种红豆杉中也分离得到产紫杉醇的内生真菌。除紫杉

醇外，人们还研究了可以产其他抗肿瘤活性物质的内生真菌，陆续从长春花（Catharanthus roseus）、桃儿七（Sinopodophyllum hexandrum Ying）、美登木（Maytenus hookeri）等药用植物中分离出了能产生抗肿瘤活性物质的内生真菌菌株。这为药用植物内真菌发酵生产抗肿瘤药物奠定了基础。

3.2抗生素类活性物质

药用植物内生真菌可产多种抗生素，能抑制病原体、细菌、真菌、病毒等。

李雅等发现，杜仲内生真菌对植物病原真菌有抑制作用。Castillo 等从蛇藤（Kennedia nigriscans）中分离到一株能抑制多种致病霉菌的内生真菌。Thongchai 等从 Zingiber officinale Rosc 中分离到的内生真菌能够产生明显的抑菌活性，并得

到了具有该抑菌活性的单体化合物[3]。

3.3其他活性物质

研究发现内生真菌还能产生其他活性物质，如降血糖活性物质、免疫抑制剂、抗氧化剂等。Salituro 等从非洲热带雨林植物的内生真菌 Pseudomassaria sp.中分

离到一种非肽类代谢物，可使人的胰岛素受体酪氨酸β- 亚基磷酸化，并使胰岛素

受体的作用底物也磷酸化，从而激活蛋白激酶 B，具有模拟胰岛素的作用，能明

显降低血糖浓度。周生亮发现4株薯蓣（Dioscorea zingiberensis）菌丝和发酵液

具有不同的抗氧化活性。

4 内生真菌与宿主的相关性

4.1药用植物内生真菌与宿主的相互关系

内生真菌长期生活在植物体内的特殊环境中，植物以其内生真菌的组织、细

胞及其代谢产物为内环境；而内生真菌则以宿主植物的组织、细胞及其代谢产物

为外环境，吸收宿主植物的营养，并得到保护。内生真菌能够参与植物活性成分

的合成，或通过诱导物胁迫宿主植物产生丰富的次生代谢产物，是天然活性产物

的重要来源。内生真菌在体外培养时可产生植物生长激素，内生真菌可促进宿主

植物对氮、磷等营养元素的吸收，内生真菌也可通过与病原菌竞争营养和空间或

直接产生拮抗物质而抑制病原菌，从而促进植物生长。此外，内生真菌还能增强

宿主植物的抗逆性[4]。

4.2内生真菌产生与宿主相同或相似成分机制的探索

药用植物内生真菌是一个多样性十分丰富的生物类群，其产生的次级代谢产

物也十分丰富，很多实例证明内生真菌能够产生与宿主相同或相似的代谢产物。

目前，解释内生真菌能产生与宿主相同或相似成分机制的理论主要有二：一是生

物间的“基因水平传递”，即认为具有相同次级代谢产物生物合成的途径，是获得

了相关基因的直接传递；另一个是“内共生理论”，认为在共生体生物相互作用过

程中，一旦在其次级代谢中出现了有用生化的途径，它就能被其他生物所利用，

表现出相互作用和“协同进化”。

5 内生真菌在药用植物发育中的应用

一些内生真菌与植物的生长、发育、抗病性有关，深入研究可能对药用植物

的人工种植有重要作用。由于内生真菌对植物的促进生长作用，可将相应内生真

菌接种于生长缓慢、自然繁殖困难、濒危的药用植物中，促进其生长，提高药用

植物产量。开唇兰小菇、石斛小菇、兰小菇等 3 种小菇属植物的内生真菌对兰科

濒危药用植物铁皮石斛、金线莲的生长具有促进作用，对铁皮石斛和金线莲的成

功栽培具有实际应用价值。一些珍稀名贵中药的形成也与其体内的内生真菌有关。沉香、降香等名贵药材的形成也与内生真菌有关。由此可见，将植物内生真菌接

种于与微生物关系密切的中药，可以提高中药有效成分含量和产量，克服传统中

药有效成分含量低的问题和资源不足的限制。

6 内生真菌研究开发新药的前景与展望

近年来化学合成药物所带来的毒副作用使人们望而却步，人类对天然药物的

需求愈来愈大。目前超过40%的临床药物是天然产物或是以天然产物为先导化合

物改造获得的，天然产物中筛选生物活性成分或先导化合物是研究、创制新药的

有效途径之一。许多来自植物的天然化合物与植物的内生真菌有密切关系，甚至

也是内生真菌的次生代谢产物。从药用植物内生真菌次生代谢产物中筛选具有药

用价值的活性物质或新型化合物以创制新药，将在很大程度上丰富人类的药物宝库。

微生物药物的研究越来越受到国内外的重视，自然界中微生物及其代谢产物

的多样性也为发现新药提供了不竭动力。药用植物内生真菌作为一类次生代谢产

物丰富的资源微生物，在天然药物结构转化、产量提高、毒性降低等方面具有广

阔的应用前景。

参考文献：

[1]赵欢.药用植物内生真菌的研究进展[J].北方园艺，2017，9（13）：170-175.

[2]杨中铎，东建丽，赵维花.药用植物内生真菌分离及其次级代谢产物生物活