菌根真菌MF23对铁皮石斛药材质量和药效影响的研究

Dendrobium officinale (Orchidaceae) is an endangered medicinal plant as well as the sole origin of Dendrobii Officinalis Caulis (DOC). Scientific research has confirmed that D. officinale can’t ensure the normal growth and development without forming mycorrhiza with fungi. Currently, DOC production relies on D. officinale artificial cultivation, in which mycorrhizal fungi are not used. Our early research has shown that mycorrhizal fungi MF23 can shorten plant growth time and greatly improve the output. Therefore, application of MF23 to D. officinale cultivation has bright prospect. However, MF23 has not been widely used for lack of understanding that whether MF23 affects the quality and efficacy of DOC. The purpose of this project is to solve the question. Stems of mycorrhizal (MDOC) and non-mycorrhizal (DOC) cultivation D. officinale, are used in the research including: 1/ determination of polysaccharide, naringenin and bibenzyls, and fingerprint analysis of small molecule chemical composition; 2/ pharmacological research of ethyl acetate and water extracts on antioxidation and anti-tumor immune regulation. The results of these studies will prove the pharmacological actions of MDOS and reveal its quality characteristics, which can ensure the safety use of MDOS. At the same time, these results will be good for the application and population of mycorrhizal cultivation technique for D. officinale, and for other endangered plants.

自然条件下铁皮石斛的正常生长发育依赖于植物根系与菌根真菌建立的共生体。铁皮石斛自然资源已近枯竭，目前依靠人工栽培的方法生产药材，栽培中未使用菌根真菌。前期研究表明菌根真菌MF23能缩短铁皮石斛种植周期，大幅度提高药材产量，具有良好的应用前景。对菌根栽培生产药材的质量和药效缺乏了解，制约了菌根技术在药用植物栽培生产中的推广应用。针对这个问题，本项目计划研究MF23菌根栽培与非菌根栽培生产的药材在质量和药效方面的差别，通过比较揭示MF23对药材质量和药效的影响。研究内容包括：一、研究菌根真菌对药材中多糖、联苄和小分子代谢产物的影响；二、研究菌根真菌对药材抗氧化和抗肿瘤免疫调节作用的影响。通过研究明确菌根栽培铁皮石斛的质量特征及药理作用，为药材的安全使用提供保证，有利于铁皮石斛资源的开发和利用；同时能为铁皮石斛菌根栽培技术的推广应用奠定理论基础。

中药材铁皮石斛（Dendrobii Officinalis Caulis）为兰科药用植物铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）的干燥茎，由于植物自然资源枯竭，依赖人工栽培生产药材。目前人工种植铁皮石斛存在产量不稳定和药材质量差的问题。根据兰科植物根系与真菌形成菌根的特性，项目组前期研究发现了1株小菇属真菌MF23（Mycena sp.），能显著促进铁皮石斛生长发育，在生产上有良好的应用推广前景。本项目研究内容包括：（1）MF23对铁皮石斛药材质量影响的研究；（2）MF23对铁皮石斛药材药理作用影响的研究；（3）利用MF23菌根栽培金钗石斛的研究。项目研究发现：（1）MF23对铁皮石斛多糖含量和多糖化学性质基本没有影响，但是能提高联苄化合物含量15~50%，使其更接近野生药材的含量；MF23影响铁皮石斛生长和药材质量的作用强度受到种质和种植地区的影响；（2）MF23对铁皮石斛乙酸乙酯提取物抗氧化活性，以及多糖诱导小鼠巨噬细胞RAW264.7分泌肿瘤坏死因子TNF-α和NO活性基本没有影响，但菌根栽培铁皮石斛多糖（MDoP）比常规栽铁皮石斛多糖（DoP）的体外抗肿瘤活性强，MDoP和DoP均能够显著抑制人肝癌细胞HepG2生长（P<0.01），62.5 μg/mL~250 μg/mL范围内的相同浓度下，MDoP的抑制率高于DoP的；MDoP还能抑制人宫颈癌细胞Hela和人非小细胞肺癌细胞A549的生长；（3）MF23菌根栽培能显著促进金钗石斛幼苗生长，栽培1年半时茎干重比常规栽培的提高了34.6%（P<0.01）；MF23能延长金钗石斛多糖的积累过程，与对铁皮石斛的作用类似。以上研究结果表明，MF23菌根栽培对铁皮石斛质量和药效的影响小。项目的研究为菌株MF23在生产上的推广使用提供了科学依据，有利于我国石斛属药用植物资源再生和可持续利用。