马铃薯内生真菌次生代谢产物研究及活性评价

Nowadays, human are more and more concerned about environmental pollution, food security and their own health, and drug resistance in bacteria has become a global concern and the search for new antibacterial agents is urgent and ongoing. Endophytes provide an abundant reservoir of bioactive metabolites for medicinal exploitation, and an increasing number of novel compounds are being isolated from endophytic fungi. In our previous study, 66 of 338 strains endophytes of potato showed inhibitory activity against Alternaria solani, Phytophthora infestans, Fusarium oxysporum and Rhizoctonia solani in varying degrees. Among them, endophytic fungi H88-K46b, LC-13, Q09-D79 and E-19, showed the most significant inhibitory activity. Chemical investigations on the cultures of E-19 led to the isolation of five novel sesquiterpenoids, among which two compounds showed considerable anti-pathogen potential with the MIC velues of 3.12-25.0μg/mL. This project intends to search for more secondary metabolites of the four endophytes for novel bioactive compounds, providing new microorganism drugs for potato cultivation, getting some insights to the anti-pathogen mechanism of the active compounds and offer scientific base for forecasting and prevention of potato pathogens in the field.

随着人们对环境污染、食品安全和人类自身健康的重视，寻找新型抑菌活性成分成为当今生物农药研究领域的一个重要课题。我们前期从马铃薯中分离到338株内生真菌，其中有4株内生真菌（H88-K46b，LC-13，Q09-D79，E-19）对4种马铃薯主要病原菌（晚疫病菌，早疫病菌，枯萎病菌和黑痣病菌）均有较强的抑制作用；并且从活性菌E-19发酵液中分离得到5个结构新颖的倍半萜，其中两个化合物活性较强（MIC为3.12-25.0μg/mL），具有良好的应用前景。本课题将对上述4株活性真菌进行深入研究：主要开展活性内生真菌次生代谢产物的分离与鉴定；并以马铃薯常见病原菌为靶标病原菌，通过MIC检测及盆栽实验筛选具抑菌活性的化合物；探究活性先导化合物的抑菌机理。本研究将为马铃薯的病害防治提供新的途径，为新型、高效微生物农药的研发奠定理论基础。

内生菌作为一种新型的微生物资源，具有丰富的物种多样性，是发掘新型天然活性物质的重要途径之一。本项目从健康马铃薯植株中分离内生真菌，以马铃薯晚疫病、早疫病、枯萎病和黑痣病病原菌为靶标，筛选活性菌株。该项目对其中4株菌的次生代谢产物进行分离鉴定，共分离得到化合物单体156个(其中新化合物72个，新骨架化合物10个)，并对其进行了抗菌、抗肿瘤等生物活性筛选。研究表明：化合物trichothecrotocin A-C具有显著的抑制马铃薯病原真菌的活性(MIC为8-128μg/mL)，部分单端孢霉烯类化合物和杂萜类化合物(浓度40μmol)对肿瘤细胞株MCF-7细胞有很好的抑制活性。细胞松弛素Xylarichalasin A是首次发现包含卤素的天然细胞松弛素类新骨架化合物，对人类白血病细胞HL-60表现出显著的细胞毒活性，有进一步研究抗肿瘤活性的价值。具有新颖的6/6/6/6桥环骈合体系的curtachalasin C有显著的针对白色念珠菌(Candida albicans)抗氟康唑的抗药性逆转活性。该项目的实施和研究结果，为从马铃薯自身寻找拮抗植物病原菌活性物质找到新的研究方向。此外，该研究获得一系列活性物质，为从天然产物中发现先导活性物质提供了重要的物质基础。本课题共支持发表论文20篇，含自然指数收录期刊3篇。申请专利1项，授权专利1项。培养研究生3人。