云南金铁锁内生细菌多样性及其活性代谢产物研究

Both the endophytic bacteria and bioactive substances are rich in the medicinal plants, especially grow in the extreme habitats. In this study, Psammosilene tunicoides W．C．Wu et C．Y．Wu, a national endangered medicinal plant, will be used as experimental material, the composition and structure of bacterial community between from in the roots and from in the rhizospheric soil will be compared by using unculture method, and the correlation analysis between endophytic bacteria and saponins from its roots will be further investigated in order to explore the contribution of endophytic bacteria to saponins biosynthesis and content, which will provide scientific basic data and theoretical basis for artificial large-scale cultivation and medicinal effect and quality guarantee of Psammosilene tunicoides W．C．Wu et C．Y．Wu. In addition, some possible target endophytic bacterial strains containing saponins or their analogues biosynthesis activities will be screened and further investigated on the basis of qualitative and quantitative analysis, which will be helpful to find out the similarities and differences between metabolites of endophytic bacteria and main components of hosts in order to explore the correlation of metabolic mechanism between endophytic bacteria and host plants. It will provide a new way and method for seeking its alternative medicinal source instead of Psammosilene tunicoides W．C．Wu et C．Y．Wu.

药用植物蕴藏着丰富的内生菌资源及生物活性物质。该项目以国家濒危药用植物金铁锁为研究对象，通过免培养技术比较金铁锁根内生与根际土壤细菌群落结构，并进一步分析内生细菌群落与金铁锁根内皂苷类化合物组分的相关性，探究内生菌对金铁锁皂苷类化合物含量的贡献，为人工规模化栽培及保证药效和品质提供科学的理论依据和基础数据；此外，利用活性和化学筛选含皂苷类化合物或相似物的内生菌目标菌株，并对其进行定性及定量分析，比较内生菌代谢产物与宿主主成分的异同，探讨内生菌与宿主植物代谢机制的相关性，为药用植物金铁锁寻找替代药源提供新途径和新方法。

药用植物蕴藏着丰富的内生菌资源及生物活性物质，迄今针对作为我国珍稀濒危药用植物-金铁锁内生菌群落结构及其活性的研究鲜有报导。项目组先后采集了源自云南5个不同地区（个旧、昆明、大理、丽江和香格里拉）野生与栽培金铁锁的根、根际土、边缘土及培育的组培苗等共计93个样品开展了高通量测序，并对其物种相对丰度、多样性等进行了较为系统分析，解析了金铁锁与其根、根际土及边缘土内细菌群落结构之间的关联性；其次，在测定源自不同地区金铁锁总皂苷含量的基础上，通过分析了其内生细菌群落与根内皂苷类化合物组分的相关性，阐明了内生菌对其皂苷类化合物含量的贡献；再次，项目组采用5种分离方法及24种培养基对其根、种子及无菌培养组培苗的内生细菌进行了分离和鉴定，共获1391株内生菌，发现44株为潜在的新分类单元（其中2株已进行了多相分类并有效发表）；同时对有潜在开发价值的642株内生细菌进行了保存，并对其中92株内生细菌进行了抗菌、淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶等活性检测；此外，对118株内生细菌ACC脱氨酶活性、解磷、解钾及铁载体能力等促生活性进行了研究，并筛选出了抗菌活性和产酶能力强且具高促生活性的一批优良菌株，返接试验发现其能显著提高金铁锁种子萌发率，并能更好促进其生长。最后，项目组通过免培养和纯培养的方法证实了金铁锁组培苗内存在极为丰富多样的微生物资源，也为该项目的创新点之一。综上所述，该研究发现源自云南不同地区、不同海拔及金铁锁组培苗内内生细菌极为丰富多样，且与其生境密切相关，同时建立了其内生细菌的种质资源库，为其后续的生物医药、农业生产及生物菌肥的研发提供了丰富的菌种资源，同时也为金铁锁的保护、开发利用、规模化栽培及品质保证等提供了新的基础数据和科学依据。