产甲素雷公藤内生功能菌增强菌植共生体甲素生成的机制研究

Tripterygium wilfordii Hook.f. is a traditional Chinese medicinal plant. Triptolide, a diterpenoid metabolite, is the main ingredient of this herb. In previous research, an endophytic fungus which had the capability to produce triptolide was isolated from Tripterygium wilfordii. The colonization of this strain on T. wilfordii was found capable of improving the triptolide content in symbiont. In order to understand the root of this phenomenon, the interaction mechanism between the endophytic fungus and T. wilfordii was studied by the methods of biotic elicitation, synergistic effect, biotransformation, transcriptomics and proteomics in order to reveal their respective triptolide biosynthesis characteristics in the symbiont. The studies will provide some available and valuable information on the evaluation of the symbiotic relationship of endophytic fungus and host plant. It is also significant for revealing the biosythsis nature of bioactive component in medicinal plant.

雷公藤是我国传统的药用植物，雷公藤甲素是其主要活性成分。研究发现，雷公藤植物体内存在着能够合成甲素的内生真菌，而经该内生菌侵染的雷公藤菌植共生体内甲素含量有明显的增加。为了了解内生菌增强植物体内生物活性成分累积的根源，本项目拟从微生物与植物相互作用的角度出发，采用生物诱导、协同互作、生物转化，转录及蛋白质组学等方法手段对雷公藤菌植双方互作过程中增强甲素生成的机制进行研究，以探明二者在共生体内各自的甲素生成特征。该项目的开展对于深刻了解内生真菌与宿主植物的共生关系、揭示药用植物活性成分的生成本质具有重要的研究意义。

雷公藤是我国传统的药用植物，雷公藤甲素是其主要的活性物质，具有解毒散结、活血化瘀、抗肿瘤、免疫调整、抗生育等多种药理作用。本研究通过生物诱导、共生培养、生物转化等方法手段对雷公藤菌植双方互作过程中增强甲素生成的机制进行了研究，结果表明：.1.经LC初选及LC－MS/MS复筛，内生真菌NS-12被证明具有雷公藤甲素生成能力，而ITS-rDNA鉴定则发现该菌株与Penicillium Steckii具有99%的相似度。.2.将目标菌株回接到雷公藤组培苗中发现，目标菌株不但能够促进雷公藤植株的生长，还能显著提高不同器官内雷公藤甲素的含量以及不同程度地促进雷公藤对营养元素C、N、P、K的吸收。.3.不同浓度真菌诱导子对雷公藤悬浮细胞生长和甲素生成的影响为：Y2>G2>Y3>G3>Y1>G1(G1为低浓度菌丝体诱导子30 mg/L，G2为中浓度菌丝体诱导子60 mg/L，G3为高浓度菌丝体诱导子100 mg/L，Y1为低浓度菌液诱导子30 mg/L，Y2为中浓度菌液诱导子60 mg/L，Y3为高浓度菌液诱导子100 mg/L)；不同浓度雷公藤诱导子添加对内生真菌生长和甲素生成的影响为：Y3>G3>Y1>G1>G2>Y2(G1为低浓度愈伤诱导子30 mg/L，G2为中浓度愈伤诱导子60 mg/L，G3为高浓度愈伤诱导子100 mg/L，Y1为低浓度愈伤培养液诱导子30 mg/L，Y2为中浓度愈伤培养液诱导子60 mg/L，Y3为高浓度愈伤培养液诱导子100 mg/L)。.4.内生真菌与宿主雷公藤的交互生物转化作用则表明，雷公藤愈伤组织和内生真菌NS-12对培养液的转化作用促进了各自细胞的生长及甲素释放。