蜜环菌诱导天麻内生真菌代谢新颖活性化合物及其化学机制研究

Under the appropriate fermentation conditions, many microbes can produce new bioactive substances, and exhibit significant bioactivities. Some of the secondary metabolites affect the growth of the host plant. Endophytic fungi and mycorrhizal fungi were two universal symbiotic systems in the plant and existed at the same time. The research on these two kinds of symbiotic fungi and their interaction will reflect the microbial environment in its host plant more factually. In this work, five endophytic fungi co-culture systems with Amillariella mellea from the traditional Chinese medicine Gastrodia elata, were selected by the bioactivity and chemical screenings to study their secondary metabolites. The chemical substance basis and chemical mechanism of the induced production by A. mellea for novel bioactive secondary metabolites of the endophytic fungi from G. elata will be investigated based on the compound structures, bioactivities and contents of their secondary metabolites. It would provide a new idea to find novel bioactive compound and study the microbial synthesis pathway through this project.

在适当的培养条件下，很多微生物能产生新颖的活性次生代谢产物。它们具有显著的生物活性，有的还能影响宿主植物生长。内生真菌和菌根真菌是植物中普遍且同时存在的两种植物共生微生物，研究两种真菌以及它们之间的相互作用将会更加真实反映植物体内的微生物系统。项目拟以5株代谢产物类型多、活性好的中药天麻内生真菌分别与菌根蜜环菌的混菌体系为研究对象，对其次生代谢产物及生物活性展开研究，并以其次生代谢产物的结构、活性和含量等为指标，结合化学及生物研究方法探讨蜜环菌诱导天麻内生真菌代谢新颖活性化合物的物质基础及化学作用机制。通过对本项目的研究，为发现新颖活性化合物以及研究它们的微生物合成途径提供新的思路。

本项目按照研究计划开展了各项研究工作，完成了各项研究任务。通过对不同产地天麻内生真菌多样性的研究，筛选发现了一批具有相互作用的天麻内生真菌与蜜环菌共培养体系。本项目以发现新颖活性天然产物为目标，系统地对5个天麻内生真菌与蜜环菌共培养体系次生代谢产物及其生物活性进行了研究，共发现了29个新颖化合物，其中包括3个具有新颖骨架的原依鲁烷型倍半萜，具有较强乙酰胆碱酶抑制活性和细胞毒活性的化合物各1个，同时还发现了一系列结构类型不同且生物活性多样的天然产物。 在此基础上课题组结合多种化学及生物研究方法探讨了天麻内生真菌与蜜环菌相互作用诱导新颖活性化合物代谢的作用机制。为了进一步丰富活性化合物数量并提高先导化合物发现可能，本项目还通过改变共培养体系发酵条件，采用人工诱导菌株突变方法开展了微生物生物转化研究，提高了新颖活性代谢产物发现的概率以及实现目标化合物的富集。. 基于项目研究结果已发表SCI收录论文6篇，包括Organic Chemistry Frontiers，Journal of Natural Products， Bioorganic Chemistry，Fitoterapia等该领域的主流期刊，还有多篇论文正在撰稿。依托项目目前已申请发明专利2项。此外，通过项目的实施共培养博士研究生2名，硕士研究生4名，完成了任务书中各项研究目标。