晏麗

【摘 要】本文系統(tǒng)地闡述了藥用植物根際放線菌資源的種類(lèi)和次級(jí)代謝產(chǎn)物的多樣性，以及植物根際土壤放線菌的研究方法，以期為藥用植物資源的綜合開(kāi)發(fā)利用、科學(xué)保護(hù)提供理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】藥用植物；根際；土壤；放線菌

【Abstract】This paper systematically describes the type of the medicinal plant rhizosphere actinomycete resources and the diversity of the secondary metabolites of ， and the research methods on plant rhizosphere soil actinomycete ，in order to provide theoretical basis for the comprehensive development and utilization of medicinal plant resources and scientific protection.

【Key words】Medicinal plant； Rhizosphere soil； Actinomycetes

淚腺感染病灶分離出的鏈絲菌（streptothrix），使人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)放線菌。土壤是放線菌在陸地上的主要習(xí)居場(chǎng)所，無(wú)論在數(shù)量和種類(lèi)上都是最多的，土壤中放線菌的數(shù)量和種類(lèi)會(huì)受到土壤性質(zhì)、季節(jié)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量、地面植被等諸多條件的影響。放線菌及其代謝產(chǎn)物的應(yīng)用極其廣泛，覆蓋了人類(lèi)生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，是人們深入研究的微生物類(lèi)群，但隨著越來(lái)越多的放線菌被發(fā)現(xiàn)，從普通生境獲得新的放線菌已非常困難，人們開(kāi)始從特殊生境中尋找放線菌。

1 藥用植物根際放線菌的多樣性

藥用植物入藥部分大多為其根部，說(shuō)明根部一般含有較多的藥效成分，在根部與土壤之間進(jìn)行物質(zhì)交換的過(guò)程中，會(huì)分泌一些特殊的成分進(jìn)入根際土壤，作用于周?chē)母H微生物。由于長(zhǎng)期受藥用植物根系分泌物質(zhì)的影響， 周?chē)⑸锏姆N類(lèi)、數(shù)量以及活性代謝產(chǎn)物會(huì)明顯有別于其它植物根際和非根際微生物。目前從藥用植物根際土壤中分出的常見(jiàn)放線菌主要有鏈霉菌（Streptomyces ）和諾卡氏菌屬（Nocardia） 、小單孢菌屬（Micromonospora）等。我國(guó)氣候類(lèi)型及地貌種類(lèi)多樣，孕育著種類(lèi)豐富的野生藥用植物資源，并且我國(guó)的中醫(yī)、草醫(yī)有著悠久的使用藥用植物的歷史，但是現(xiàn)在被深入研究過(guò)的大概只有數(shù)百種，這說(shuō)明藥用植物及其相關(guān)生境微生物具有很大的研究潛力。

1.1 藥用植物根際放線菌種類(lèi)的多樣性

在植物根際土壤中放線菌種類(lèi)很多，藥用植物根際土壤中常見(jiàn)的放線菌種類(lèi)見(jiàn)表1。趙坷[1]從采自攀西地區(qū)的7 種藥用植物根際土壤中共分離出196 株放線菌，分別屬于7 個(gè)亞目，10 個(gè)科，14 個(gè)屬 ；袁麗杰等[2]從60 種藥用植物根際土壤分離出 959 株根際放線菌，分別屬于 17 個(gè)不同的屬，些都充分顯示了藥用植物根際放線菌的類(lèi)群和數(shù)量多樣性。

1.2 藥用植物根際放線菌代謝產(chǎn)物的多樣性

微生物產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物數(shù)量多，種類(lèi)豐富，在與植物長(zhǎng)期的進(jìn)化中相互選擇、不斷地適應(yīng)多變的又特殊的環(huán)境等，使得這些次級(jí)代謝產(chǎn)物在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上得到優(yōu)化，具有獨(dú)特性和多樣性。因此，從植物相關(guān)的環(huán)境中尋找結(jié)構(gòu)新穎或具有相關(guān)生物學(xué)活性的放線菌次級(jí)代謝產(chǎn)物具有很強(qiáng)的可行性。從文獻(xiàn)中可見(jiàn)，迄今為止人們從上百種與植物相關(guān)的微生物（植物內(nèi)生菌和植物根際菌）中獲得了超過(guò)400個(gè)擁有新穎化學(xué)結(jié)構(gòu)或有用的生物學(xué)活性的天然代謝產(chǎn)物。但是，在次級(jí)代謝產(chǎn)物的研究中，有關(guān)植物根際微生物的研究沒(méi)有植物內(nèi)生菌的研究普遍，僅有少數(shù)實(shí)驗(yàn)室有此方面的研究報(bào)道。

2 植物根際土壤放線菌的研究方法

植物根際土壤中放線菌的分離主要采用純培養(yǎng)和免培養(yǎng)兩種方式。純培養(yǎng)方法通過(guò)配制合適的培養(yǎng)基，控制溫度，模擬放線菌的生存環(huán)境，用一定的抑制劑抑制細(xì)菌和霉菌的生長(zhǎng)，從而獲得某一樣本中放線菌的多樣性及其分布。但現(xiàn)在有研究表明自然界中絕大多數(shù)微生物按目前的條件還不能被培養(yǎng)，可培養(yǎng)微生物的數(shù)量還不到總量的1%。免培養(yǎng)法主要采用直接分離DNA、核酸雜交、宏基因組DNA等現(xiàn)代科技手段直接研究樣本中放線菌的多樣性，可以一定程度地彌補(bǔ)純培養(yǎng)的不足。

2.1 純培養(yǎng)技術(shù)

純培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行微生物群落結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)主要是樣本中物種的組成。由于其可以直觀地對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行形態(tài)觀察，所以可以直接評(píng)估植物根際微生物的多樣性。因此，該方法廣泛應(yīng)用于藥用植物根際土壤微生物多樣性的研究中。該方法的最大缺點(diǎn)是得到的微生物往往具有很大重復(fù)率，需要后期排重。適度微波、超聲波、適當(dāng)?shù)臏囟阮A(yù)處理樣本可使放線菌孢子活化，以便獲得更多放線菌。純培養(yǎng)時(shí)一般根據(jù)分離對(duì)象生存環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)需求的不同配制特定的培養(yǎng)基并選用不同的抑制劑來(lái)選擇性分離放線菌。由于不同種類(lèi)放線菌在生長(zhǎng)速度上會(huì)存在差別， 因此可以在培養(yǎng)時(shí)適時(shí)地控制和延長(zhǎng)培養(yǎng)時(shí)間，這樣可以較好地分離出生長(zhǎng)速度不同的放線菌，以達(dá)到最佳的分離效果。而同一樣品采用不同的培養(yǎng)基或添加不同抗生素也會(huì)分離得到不同放線菌菌株。彭云霞[8]發(fā)現(xiàn)分離培養(yǎng)基加50～75μg/mL重鉻酸鉀，可有效抑制真菌和細(xì)菌，而又不抑制放線菌，從而大大提高放線菌的出菌率。添加兩種抑制劑：100μg/mL的放線酮或制霉菌素+20μg/mL的萘啶酮酸和50μg/mL的重鉻酸鉀都能有效提高放線菌的出菌率。

2.2 免培養(yǎng)技術(shù)

隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及基因測(cè)序繼續(xù)的費(fèi)用的降低，免培養(yǎng)技術(shù)成為研究微生物多樣性的另一種重要手段。免培養(yǎng)技術(shù)是采用分子生物學(xué)技術(shù)直接對(duì)未培養(yǎng)微生物進(jìn)行研究，這樣就能繞過(guò)分離培養(yǎng)等步驟.比如直接提取樣本中相關(guān)微生物的宏基因組，再利用DNA探針了解包含的微生物類(lèi)群。這樣獲得的環(huán)境樣本微生物的多樣性比較直觀，避免了重復(fù)出現(xiàn)的菌落導(dǎo)致的誤差，而且有可能得到未知的微生物基因。而該方法最大的缺點(diǎn)是所獲得微生物有些難以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)。免培養(yǎng)技術(shù)能夠快速全面地調(diào)查環(huán)境中微生物的多樣性 尤其是能獲得難以分離培養(yǎng)的微生物的信息。

值得注意的是，苗翠蘋(píng)[9]分別用純培養(yǎng)和免培養(yǎng)的方式對(duì)三七根際土壤的放線菌多樣性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，純培養(yǎng)和免培養(yǎng)都發(fā)現(xiàn)了鏈霉菌類(lèi)群，純培養(yǎng)中鏈霉菌占相當(dāng)高的比例，而免培養(yǎng)檢測(cè)到的量并不突出。純培養(yǎng)中分離到了一些類(lèi)群，高通量測(cè)序反而沒(méi)有檢測(cè)到。這一現(xiàn)象在其它環(huán)境相關(guān)的研究中也有報(bào)道，曹艷茹[10]在研究動(dòng)物類(lèi)便放線菌多樣性中，從7種動(dòng)物糞便中分離到24個(gè)屬的放線菌，而免培養(yǎng)僅檢測(cè)到9個(gè)屬的放線菌。

藥用植物因其獨(dú)特的藥理作用具有很大的分離新種微生物及新的活性物質(zhì)的潛能。而與藥用植物相關(guān)的微生物極有可能產(chǎn)生有藥效的活性物質(zhì)，這就可以彌補(bǔ)野生藥用植物生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、產(chǎn)量低、不可再生等限制。因此，研究藥用植物根際放線菌對(duì)新菌種及抑菌活性物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)及野生藥用植物資源的開(kāi)發(fā)利用及保護(hù)都有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。

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[責(zé)任編輯：湯靜]