云南大学化学科学与工程学院
药用植物及其内生菌有丰富的生物多样性,其中的内生菌对植物的抗病活性有重要影响,通过不同内生菌与病原菌的混菌培养可以激活抗植物病菌活性物质的产生。铁皮石斛作为一种附生兰,它的生长发育要依靠微生物给它提供营养,可能其内生菌有比其它植物内生菌更有效的代谢能力。
云南大学化学科学与工程学院丁中涛教授和杨亚滨教授研究团队近年来一直进行铁皮石斛内生菌混合培养活性新颖化合物的发现,从病原菌黑孢菌(Nigrospora oryzae)和内生菌白囊耙齿菌(Irpex lacteus)的混合发酵液中得到新azaphilones和新tremulane倍半萜。发现白囊耙齿菌产生的倍半萜会选择性抑制病原菌黑孢菌的生长(Fitoterapia, 130 (2018) 26–30)。接着采用非同一固体培养对其代谢产物进行研究。得到新鲨烯、1个azaphilone和新tremulane倍半萜。说明非同一培养条件和固体培养中白囊耙齿菌抑制了黑孢菌中植物毒素azaphilones的代谢,并且白囊耙齿菌的代谢产物表现出较强的体内和体外抗植物病菌活性(Journal of Agricultural and Food Chemistry, 67(2019)11877−11882)。
最近,团队又对病原菌黑孢菌、内生菌白囊耙齿菌、另一植物病原菌胶孢炭疽菌(Collectotrichum gloeosporioides)与宿主铁皮石斛分别进行混合培养。发现白囊耙齿菌对黑孢菌中植物毒素azaphilone的产生有抑制作用,而胶孢炭疽菌对黑孢菌中植物毒素azaphilone的代谢有增强作用。从代谢产物的来源分析,发现来源于同一植物铁皮石斛中白囊耙齿菌与黑孢菌混合培养表现出相互共存,而不同植物来源的白囊耙齿菌与黑孢菌混合培养更多表现出相互拮抗。同时宿主植物铁皮石斛和内生菌协同诱导抗植物病原活性成分的产生,通过铁皮石斛不同植物内生菌与宿主植物相生相克诱导了新代谢物结构的化学多样性(The Cocultured Nigrospora oryzae and Collectotrichum gloeosporioides, Irpex lacteus, and the Plant Host Dendrobium officinale Bidirectionally Regulate the Production of Phytotoxins by Anti-phytopathogenic Metabolites. Journal of Natural Products, 83 (2020)1374−1382, https://doi.org/10.1021/acs.jnatprod.0c00036)。
上述论文的第一作者分别为硕士研究生史丽娇和博士研究生吴娅梅,通讯作者为丁中涛教授和杨亚滨教授。研究工作得到国家自然科学基金项目(81660582, 81960640, 81560571), “云岭学者”以及云南大学“东陆学者”的资助。