李標(biāo) 李清 唐坤 郭順星
[摘要]中藥現(xiàn)代化是中藥走出國門、為國際所認(rèn)可和接受的必要基礎(chǔ),是振興傳統(tǒng)中藥產(chǎn)業(yè)的必經(jīng)之路。在中藥現(xiàn)代化進(jìn)程中存在著各種挑戰(zhàn);重金屬超標(biāo)、有效成分含量低創(chuàng)新性弱、中藥資源利用與保護(hù)間的矛盾等。如何應(yīng)用生命科學(xué)的新理論新技術(shù)來解決這些問題已成為當(dāng)務(wù)之急。近年研究發(fā)現(xiàn),內(nèi)生真菌在藥用植物生長發(fā)育等過程中發(fā)揮著不可替代的積極作用,對中藥材生產(chǎn)的質(zhì)和量影響較大。故該文對內(nèi)生真菌在揭示藥用植物道地性、中藥材栽培種植、資源保護(hù)和開發(fā)利用等方面的作用進(jìn)行闡述,探討其在中藥現(xiàn)代化中的應(yīng)用前景,以期為促進(jìn)中藥現(xiàn)代化的發(fā)展提供新思路、新動(dòng)力。
[關(guān)鍵詞]內(nèi)生真菌;中藥現(xiàn)代化;作用
中藥現(xiàn)代化是在繼承與發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)中藥優(yōu)勢和特色的基礎(chǔ)上,嚴(yán)格遵循國際認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對中藥進(jìn)行研究、開發(fā)、生產(chǎn)、管理,最終研制出以“高品質(zhì)”、“高技術(shù)”、“高國際化”為顯著特征的現(xiàn)代中藥,使中藥產(chǎn)業(yè)成為具有強(qiáng)大國際競爭力的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的過程。從1996年,我國正式提出中藥現(xiàn)代化的口號至今,中藥產(chǎn)業(yè)取得了長足的進(jìn)步,但同時(shí)也面臨著各種挑戰(zhàn)。重金屬含量超標(biāo)、有效成分含量低、創(chuàng)新性弱、中藥資源利用與保護(hù)間的矛盾等始終困擾著中藥現(xiàn)代化的發(fā)展。如何應(yīng)用現(xiàn)代生命科學(xué)的新理論新技術(shù)解決這些問題成為當(dāng)務(wù)之急。
內(nèi)生真菌(endophytic fungi)是指那些在其生活史中的某一段時(shí)期生活在植物組織內(nèi),對植物組織沒有引起明顯病害癥狀的真菌。它們遍布于各種植物組織中,并為植物帶來多種益處,如提高抗病蟲害、抗鹽漬、抗旱能力,促進(jìn)植物的生長、分蘗,促進(jìn)植物對氮、磷的吸收利用等,是現(xiàn)代生命科學(xué)的一大研究熱點(diǎn),而中藥資源80%來源于藥用植物,這意味著,內(nèi)生真菌在中藥領(lǐng)域同樣有著不可忽視的積極作用。鑒此,本文將從道地藥材形成機(jī)制、中藥材生產(chǎn)及資源開發(fā)保護(hù)等方面,由理論到實(shí)踐,由基礎(chǔ)到應(yīng)用,較全面地闡述內(nèi)生真菌在中藥現(xiàn)代化中的作用,以期為促進(jìn)中藥現(xiàn)代化的發(fā)展提供新思路、新動(dòng)力。
1內(nèi)生真菌在揭示道地藥材形成機(jī)制方面的作用
道地藥材是特定自然生態(tài)環(huán)境的地域內(nèi)所產(chǎn)的名優(yōu)正品藥材,是中藥材的精粹所在。長期以來,為了能給中藥材生產(chǎn)提供更多的理論指導(dǎo),人們在探索道地藥材形成機(jī)制方面做了大量的工作,但總體而言多集中于特定的氣候、水分、土壤、海拔等宏觀生態(tài)條件,對與藥用植物密切相關(guān)的內(nèi)部微環(huán)境研究甚少。直至近些年,隨著人們對內(nèi)生真菌認(rèn)識(shí)的不斷深入,內(nèi)生真菌在道地藥材形成過程中的作用才越來越清晰。
首先,內(nèi)生真菌影響著藥用植物的空間地理分布。不少研究表明,在自然界蘭科種群中經(jīng)常出現(xiàn)顯著空間聚類現(xiàn)象的一個(gè)重要原因,即與生境中內(nèi)生真菌的豐富度有關(guān)____蘭科種子離母本越遠(yuǎn),必要菌根真菌豐富度越低,萌發(fā)成功率越小。而在不同地區(qū),植物內(nèi)生真菌的種類和豐度有著很大的差異。Tinatin對Chui valley山谷的植被進(jìn)行了內(nèi)生真菌分離研究,發(fā)現(xiàn)生長在海拔1601~2085m的植株所分離出的內(nèi)生真菌的種類是海拔2530~3284m植株所分出種類的5倍以上。類似的結(jié)果在趙飛的研究中也得到體現(xiàn)。此外,蔡曉布等發(fā)現(xiàn)即便內(nèi)生真菌的優(yōu)勢屬相同,但在不同環(huán)境中其孢子密度、相對豐度和重要值亦具明顯差異。這些差異反映到宿主植物上,最直接的表現(xiàn)即是宿主植物,尤其是那些必須依賴某類內(nèi)生真菌提供營養(yǎng)物質(zhì)才能順利完成其生活史的植物,其分布區(qū)域受到限制。換言之,內(nèi)生真菌是道地藥材在特定區(qū)域分布的重要原因之一。
除地域?qū);?,更多的研究表明?nèi)生真菌的種群結(jié)構(gòu)與藥用植物的品質(zhì)問存在一定的相關(guān)性。王萌等對25個(gè)產(chǎn)地丹參中內(nèi)生真菌的Shannon指數(shù)(H)與有效成分進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果顯示內(nèi)生真菌的豐富性和多樣性與丹參主要有效成分丹參素、丹酚酸R的合成和積累呈正相關(guān)關(guān)系。于海寧等對不同產(chǎn)地仙鶴草中內(nèi)生真菌的種類和分布進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)以浙江產(chǎn)的仙鶴草內(nèi)生真菌的種類最豐富,而浙江產(chǎn)仙鶴草為道地藥材,其藥用品質(zhì)最佳。這意味著不同產(chǎn)地的同一藥用植物擁有不同的內(nèi)生真菌種群。而不同的內(nèi)生真菌以各自不同的方式影響著宿主植物的性狀、生長以及有效成分的積累,成為了道地藥材與非道地藥材品質(zhì)差異的一個(gè)重要原因。
2內(nèi)生真菌促進(jìn)藥用植物生態(tài)種植
研究道地藥材的形成機(jī)制是發(fā)展中藥產(chǎn)業(yè)過程中保證藥材道地性的基礎(chǔ),是指導(dǎo)藥用植物合理引種栽培、CAP基地科學(xué)規(guī)劃的重要依據(jù)。但僅這些對于藥用植物規(guī)范化、科學(xué)化栽培管理還不夠,不良的土壤、不科學(xué)的追肥都可能導(dǎo)致所種植的藥用植物達(dá)不到中藥現(xiàn)代化的要求。因此,在科學(xué)理論指導(dǎo)下加強(qiáng)藥用植物的生態(tài)種植,生產(chǎn)綠色藥材極為必要而大量研究證實(shí),內(nèi)生真菌在這方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。
2.1修復(fù)中藥材栽培土壤 隨著工業(yè)化發(fā)展和農(nóng)藥化肥不合理使用等加劇,土壤重金屬污染已成為一個(gè)不可忽視的問題。尋找一個(gè)高效、環(huán)保的土壤修復(fù)方法,從源頭上減少中藥材重金屬污染刻不容緩。據(jù)報(bào)道,不少植物的內(nèi)生真菌具有吸附重金屬的能力,如從馬齒莧中分離的一株內(nèi)生真菌Lasiodiplodia sp.MXSF31對鎘(Cd)、鋁(Pb)和鋅(Zn)的吸附作用就相當(dāng)明顯。而叢枝菌根真菌菌絲體對Cd的吸附量更是達(dá)到了相當(dāng)于自身干物質(zhì)質(zhì)量的13.3%。究其作用機(jī)制主要有2個(gè)方面,一是內(nèi)生真菌含有能與過量重金屬起螯合作用的半胱氨酸等有機(jī)配位體;二是內(nèi)生真菌絲體細(xì)胞壁中帶負(fù)電荷的自由氨基酸、羧基、羥基、磷酸根以及巰基基團(tuán)等,對帶正電荷的重金屬離子具有很強(qiáng)的吸附作用。然而,相比于內(nèi)生真菌自身作用,植物和內(nèi)生真菌形成的共生系統(tǒng)對土壤重金屬污染的修復(fù)作用更為突出Ren等在20 mg·L-1Cd脅迫條件下,發(fā)現(xiàn)共生葦狀羊茅的重金屬耐受性和吸附率明顯提高,吸附率甚至達(dá)到了對照2.41倍。而Abdul等對內(nèi)生真菌Penicillium funiculosum LHTB6-植物共生體系的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),內(nèi)生真菌具有減少重金屬誘導(dǎo)的電解外滲和脂質(zhì)過氧化作用,從而減弱谷胱甘肽活性和脫落酸的合成,提高宿主對重金屬的耐受性和轉(zhuǎn)移率這說明內(nèi)生真菌-植物共生體在土壤重金屬污染修復(fù)方面具有明顯的可行性和實(shí)用性而相比于耗時(shí)耗力且??赡軐?dǎo)致二次污染的常規(guī)物理化學(xué)修復(fù)方法,這種內(nèi)生真菌一植物共生體修復(fù)土壤的方式無疑更適用于藥用植物栽前土壤的修復(fù)工程
2.2生產(chǎn)高效菌肥 許多內(nèi)生真菌具有促進(jìn)宿主植物生長的能力。早在1911年,Kusano就已發(fā)現(xiàn)蜜環(huán)菌是天麻生活史中必不可少的促生菌而隨著對內(nèi)生真菌研究的深入,大量具有促生效應(yīng)的內(nèi)生真菌被發(fā)現(xiàn)其中,利用內(nèi)生真菌Chs-1-1,R2,S3制備的菌劑處理鐵皮石斛幼苗后,其鮮、干重均達(dá)到了對照的2倍以上,并獲得了更高的葉綠素a、葉綠素b、氮、磷、鉀以及微量元素的含量。目前從營養(yǎng)供給角度入手是解釋這一促生效應(yīng)的主要途徑。在20世紀(jì)60年代,國外已有學(xué)者證實(shí)內(nèi)生真菌可直接為宿主植物提供生長發(fā)育所需的葡萄糖等營養(yǎng)物質(zhì)。但現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn),相比于直接供給,內(nèi)生真菌對宿主植物的間接促生作用可能更為重要。在共生狀態(tài)下,植物擁有眾多至少可延伸至根外11.7cm處的根外菌絲。錯(cuò)綜復(fù)雜的根外菌絲就像一張大網(wǎng),牢牢的網(wǎng)住所及之處的礦質(zhì)元素水分等營養(yǎng)物質(zhì),促生作用可想而知。這也可能是多具肉質(zhì)根、幾無側(cè)根和根毛的蘭科植物生長發(fā)育離不開內(nèi)生真菌的重要原因之一。此外,內(nèi)生真菌還可以通過誘導(dǎo)植物轉(zhuǎn)運(yùn)基因的表達(dá)來促進(jìn)其對營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收,如從蒺藜狀苜蓿根內(nèi)分離出的高親和力磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MtPT4即為菌根化的根所特有。而對內(nèi)生真菌代謝產(chǎn)物進(jìn)行研究,可發(fā)現(xiàn)內(nèi)生真菌可產(chǎn)生2類直接或間接對植物具促生效應(yīng)的化合物——植物激素類物質(zhì)和磷酸酶。磷酸酶可將土壤中不可給態(tài)磷轉(zhuǎn)化為植物可吸收的可給態(tài)磷,明顯提高土壤肥力;而植物激素類物質(zhì)則可通過促進(jìn)宿主根系的生長,提高植物對養(yǎng)分的吸收和利用。
利用內(nèi)生真菌開發(fā)專性菌肥可明顯減少化學(xué)肥料的使用,對促進(jìn)藥用植物生態(tài)種植提高中藥材品質(zhì)具有重要的意義。目前,國際上已有包括我國在內(nèi)的多個(gè)國家生產(chǎn)、應(yīng)用和推廣菌肥,并取得一定的成績,如蜜環(huán)菌菌劑、叢枝菌根真菌菌肥、Roots公司生產(chǎn)的MYCO plox微生物綜合調(diào)理劑等得到人們廣泛的認(rèn)可。但如何讓更多的有益內(nèi)生真菌運(yùn)用于藥用植物的栽培過程中,開發(fā)出更多的更好的專性菌肥仍有待進(jìn)一步研究。
2.3增強(qiáng)藥用植物病蟲害抗性 病蟲害防治是我國中藥材生產(chǎn)最薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)。藥用植物的病蟲害防治和農(nóng)藥污染之間的矛盾,已成為實(shí)現(xiàn)中藥材CAP生產(chǎn)的最大難點(diǎn)但近年來,越來越多具有抗病原菌作用的內(nèi)生真菌被分離出來,僅人參中就分離出不下20種。這些內(nèi)生真菌種類繁多、抑菌譜廣,使人們看到了內(nèi)生真菌作為生防菌的巨大潛力。大量研究證實(shí),內(nèi)生真菌可顯著提高藥用植物在病蟲害脅迫下的成活率。通過與內(nèi)生真菌建立共生關(guān)系,鐵皮石斛在軟腐病病原菌終極腐霉侵染下的存活率超出無菌組192%;而楊樹幼苗在回接叢枝菌根真菌后,潰瘍病發(fā)病率亦有明顯下降。
自身合成具有抗病殺蟲活性的化合物是內(nèi)生真菌發(fā)揮生防效應(yīng)的重要機(jī)制之一。如從雷公藤中分離到的內(nèi)生真菌Cryptosporiopsis ef.quercina能合成一種新酰胺生物堿,對稻瘟病害及多種植物病原真菌有極強(qiáng)的抑殺作用。而從大葉醉魚草中分離出的9種內(nèi)生真菌,其發(fā)酵液對鹵蟲的校正死亡率達(dá)到了100%。此外,內(nèi)生真菌還可以通過調(diào)節(jié)宿主內(nèi)部環(huán)境,激發(fā)宿主的植物系統(tǒng)抗性來達(dá)到生防效應(yīng)福建金線蓮接種內(nèi)生真菌后,體內(nèi)幾丁質(zhì)酶、苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶活性均有不同程度地提高就是一個(gè)很直觀的實(shí)例。其中幾丁質(zhì)酶是病原真菌細(xì)胞壁中幾丁質(zhì)的主要水解酶,可提高植物抗病性和防御能力;而多酚氧化酶催化多酚類物質(zhì)氧化成醌類,參與保護(hù)植物免受進(jìn)一步傷害
對菌根化植物的根系組織研究發(fā)現(xiàn),與叢枝菌根真菌共生可加速宿主細(xì)胞壁木質(zhì)化,使根尖表皮加厚、細(xì)胞層數(shù)增多,根系形態(tài)結(jié)構(gòu)改變,從而有效減緩病原體侵染根系的進(jìn)程。也就是說,除直接抑制或消滅導(dǎo)致病蟲害的因子外,內(nèi)生真菌還可以通過營造“生物壁壘”,減少致病菌和害蟲對宿主植物的接觸,從而降低病蟲害的發(fā)生。而內(nèi)生真菌通過對土壤微生物區(qū)系的影響,降低宿主植物根系附近有害菌的比例也很好地支持了這個(gè)觀點(diǎn)。
3內(nèi)生真菌有助于中藥活性成分的提高
生態(tài)種植可保證中藥材的種植量與綠色化,但真正發(fā)揮藥效作用的是其內(nèi)在的活性成分?;钚猿煞趾康母叩褪呛饬恐兴幉钠焚|(zhì)好壞最重要的參考指標(biāo)。大量研究表明,與內(nèi)生真菌共生可顯著提高藥用植物活性成分的含量在內(nèi)生真菌Fusarium mairei的作用下,紅豆杉懸浮培養(yǎng)細(xì)胞的紫杉醇產(chǎn)量可達(dá)到對照組的38倍左右。而可顯著提高沉香的結(jié)香率、縮短結(jié)香時(shí)間的內(nèi)生真菌產(chǎn)香誘導(dǎo)劑也已大規(guī)模推向市場,應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中。雖然目前關(guān)于藥用植物次生代謝信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的研究仍處于初步探究階段,但依據(jù)科學(xué)家們目前所做的工作,如Satheesan等結(jié)合Real-time PCR技術(shù)發(fā)現(xiàn),與內(nèi)生真菌共生的積雪草中參與積雪草皂苷代謝過程的關(guān)鍵酶——角鯊烯合成酶和β-香樹脂醇合成酶的基因表達(dá)明顯上調(diào):張蓮蓮等采用尖孢鐮刀菌的細(xì)胞壁粗提物誘導(dǎo)紅豆杉細(xì)胞后,超氧化物歧化酶(SOD)過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)的活力出現(xiàn)較大變化,紫杉醇的產(chǎn)量較對照提高了近4倍:可以看出,內(nèi)生真菌可通過中間代謝物誘導(dǎo)宿主植物次生代謝過程中相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá),以提高某些關(guān)鍵酶的活性,從而促進(jìn)宿主植物代謝產(chǎn)物的合成和積累。這可能是內(nèi)生真菌發(fā)揮促生代謝作用的主要原因之一
除了促進(jìn)宿主植物次生代謝物的合成,不少內(nèi)生真菌由于與宿主植物長期協(xié)同進(jìn)化,還具有合成與宿主植物相同或相似有效成分的生理功能。自1993年,Strobel研究小組從太平洋紅豆杉樹皮中分離到第一株可合成與宿主相同抗癌成分——紫杉醇的內(nèi)生真菌Taxomyces andreanae起,產(chǎn)鬼臼毒素的內(nèi)生真菌Cephalosprium sp.、產(chǎn)綠原酸的內(nèi)生真菌、產(chǎn)紅景天苷的內(nèi)生真菌、產(chǎn)西貝母堿的內(nèi)生真菌F.redolens6WBY3等陸續(xù)從各種藥用植物中被分離出來。與無內(nèi)生真菌誘導(dǎo)的藥用植物相比,共生系統(tǒng)中的內(nèi)生真菌相當(dāng)于為其宿主藥用植物活性成分的合成增添了一個(gè)新的生產(chǎn)車間;再加上其對宿主植物次生代謝途徑的激活作用,自產(chǎn)誘增,使內(nèi)生真菌在提高藥用植物活性成分方面具有明顯的雙重促進(jìn)功效。
4內(nèi)生真菌在中藥二次開發(fā)中的作用
中藥二次開發(fā)是對現(xiàn)有中藥進(jìn)行深入研究、改造,使其融入現(xiàn)代科技,更適用于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的過程;是從根本上改變我國中藥多以原材料形式出口、創(chuàng)新性弱、臨床應(yīng)用受限等現(xiàn)狀的必經(jīng)之路。高品質(zhì)中藥缺乏科技內(nèi)涵同樣難以走向國際。因此,如何充分利用中藥現(xiàn)有資源進(jìn)行二次開發(fā)、充分?jǐn)U展其資源價(jià)值,已成為整個(gè)中藥產(chǎn)業(yè)亟待解決的核心問題。
內(nèi)生真菌具有以中藥活性成分的結(jié)構(gòu)類似物為前體,通過結(jié)構(gòu)修飾等過程,將其轉(zhuǎn)化為具更優(yōu)性能的活性成分的功能。這對充分發(fā)揮我國中草藥的資源優(yōu)勢,開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新中藥具有十分重要的意義。現(xiàn)在,已有一些學(xué)者開始注意到開展藥用植物內(nèi)生真菌轉(zhuǎn)化研究的巨大價(jià)值,并取得了較好的研究成果。如鄭春英課題組在通過內(nèi)生真菌發(fā)酵炮制來提高中藥藥效成分方面就取得了多項(xiàng)專利在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,王宇認(rèn)為內(nèi)生真菌在與宿主長期共存過程中逐漸形成了對宿主植物的適應(yīng)機(jī)制,可通過自身代謝降解宿主體內(nèi)的有毒物質(zhì),將其轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì),從而增強(qiáng)自身生態(tài)優(yōu)勢由此可以推測,除作用于一般藥材的炮制過程,內(nèi)生真菌在藥用植物生長發(fā)育過程中也同樣可以發(fā)揮減毒增效的作用。王宇等后期的深入研究就證實(shí)了這一觀點(diǎn)。其結(jié)果顯示,將內(nèi)生真菌Gilmaniella sp.接種茅蒼術(shù)組培苗后,隨著時(shí)間的推移,茅蒼術(shù)揮發(fā)油的的主要藥效成分蒼術(shù)酮持續(xù)增加;而在茅蒼術(shù)揮發(fā)油高含量時(shí),能引發(fā)呼吸麻痹等毒副作用的β桉葉醇和茅術(shù)醇的含量卻逐漸降低。這說明內(nèi)生真菌在保證藥效的基礎(chǔ)上,可有效減少中藥材的毒副作用,對擴(kuò)大其臨床應(yīng)用十分重要
除此之外,隨著越來越多新轉(zhuǎn)化物的發(fā)現(xiàn),內(nèi)生真菌對中藥成分的轉(zhuǎn)化在開發(fā)新活性物質(zhì)方面的作用也越發(fā)明顯以龍膽苦苷為底物的發(fā)酵實(shí)驗(yàn)顯示,內(nèi)生真菌P.crustosum2T01Y01可高效轉(zhuǎn)化龍膽苦苷,并獲得4個(gè)去糖基的新型轉(zhuǎn)化物。對其中一個(gè)新型轉(zhuǎn)化物的護(hù)肝活性進(jìn)行檢測,更是驚喜地發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)的最小有效濃度遠(yuǎn)小于龍膽苦苷,護(hù)肝活性明顯優(yōu)于其前體物質(zhì)。類似的,Eu等通過內(nèi)生真菌Umbelopsis isabellina轉(zhuǎn)化熊果酸得到的2個(gè)新活性成分在生物利用率等方面也較前體物質(zhì)有所提高。這可說明,內(nèi)生真菌的生物轉(zhuǎn)化作用在開發(fā)中藥新活性成分方面作用良好,在中藥二次開發(fā)中具有不可小覷的潛力。
5內(nèi)生真菌促進(jìn)珍稀瀕危藥用植物資源保護(hù)
物種資源是一切生物資源開發(fā)利用的前提和基礎(chǔ)。對于中藥生產(chǎn)的全過程而言,中藥材資源的可持續(xù)發(fā)展是其最根本的保障。但目前,由于生態(tài)系統(tǒng)的大面積破壞、退化以及人類掠奪式開采,我國野生藥用植物資源現(xiàn)狀不容樂觀僅《中國植物紅皮書____稀有瀕危植物》第1冊收載的354種植物中,藥用植物就占了47%。拯救珍稀瀕危藥用植物資源,實(shí)現(xiàn)藥用植物的可持續(xù)性發(fā)展迫在眉睫。
易地保護(hù)是保護(hù)珍稀瀕危藥用植物資源最有效的方式之一。從上文可知,內(nèi)生真菌在藥用植物生長發(fā)育和品質(zhì)提高方面作用顯著。但生境不同,內(nèi)生真菌群落結(jié)構(gòu)也千差萬別。因而,選擇與原生境內(nèi)生真菌群落結(jié)構(gòu)相近的地方作為遷棲地,對提高珍稀瀕危藥用植物資源易地保護(hù)的成功率極為關(guān)鍵。其中,Ransay對杓蘭的引種就是一個(gè)成功典例。引種結(jié)果顯示通過集中調(diào)查有潛在共生真菌的生境后再引入杓蘭,其存活率可提高至75%以上。而除引種選地,回接促生菌或共生萌發(fā)菌在珍稀瀕危藥用植物資源保護(hù)方面同樣有著獨(dú)特的貢獻(xiàn)。早在20世紀(jì)70年代,徐錦堂從天麻原球莖中分離出12株對天麻種子萌發(fā)具有促進(jìn)作用的內(nèi)生真菌。其中,天麻與最優(yōu)菌株紫箕小菇的共生萌發(fā),成功解決了天麻人工栽培中麻種退化的難題,極大地促進(jìn)了家種天麻的推廣,成為天麻保護(hù)史和人工栽培史上的一座里程碑。而近年,侯曉強(qiáng)、吳慧鳳等將分離得到的多株內(nèi)生真菌回接至鐵皮石斛無菌苗,發(fā)現(xiàn)其對幼苗的生長發(fā)育作用顯著,接菌組的鮮重、新芽數(shù)、新根數(shù)均達(dá)到了對照的2倍以上。依據(jù)滅絕可能性與資源豐度和生物量成反比的關(guān)系,可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)生真菌的應(yīng)用在保護(hù)珍稀瀕危藥用植物資源方面意義重大。
內(nèi)生真菌可合成多種藥效活性成分,這些活性成分包括萜類化合物生物堿類化合物、黃酮類化合物、苯丙素類化合物甾類化合物糖類等物質(zhì),其中大多數(shù)生物活性物質(zhì)具有保健抗癌抗瘧殺蟲殺菌等特性。如從光黑殼屬真菌Preussia sp.代謝產(chǎn)物中獲得的螺光黑殼菌酮A(spiro-preussione A),是目前已知的第二個(gè)具有螺壬二烯這一特殊骨架的螺二萘類似物。體外活性實(shí)驗(yàn)表明,該化合物具有突出的抑制腫瘤細(xì)胞和抗微生物活性,是一個(gè)極具開發(fā)利用價(jià)值的真菌次生代謝產(chǎn)物。再加上生長繁殖快、易培養(yǎng)、易控制、產(chǎn)量高,不受季節(jié)、氣候、地域等自然條件限制等優(yōu)點(diǎn),內(nèi)生真菌已成為開發(fā)新型藥物的新資源寶庫。通過內(nèi)生真菌發(fā)酵或結(jié)合基因工程對內(nèi)生真菌的關(guān)鍵基因資源進(jìn)行開發(fā)利用,可有望突破藥用植物資源生長周期長、產(chǎn)量低等局限,成為合成某些關(guān)鍵藥物的新途徑。就紫杉醇而言,每年全球的銷售量超過了500 kg,而每30 t紅豆杉樹皮中僅能提取1 kg的紫杉醇,尋找紫杉醇新合成途徑的需求尤為迫切。目前,尚未見人工合成紫杉醇成熟技術(shù)的報(bào)道。但已發(fā)現(xiàn),產(chǎn)紫杉醇的內(nèi)生真菌就多達(dá)20多個(gè)屬,自然分布在多種科屬的植物中,這些豐富的內(nèi)生真菌資源將為人工合成紫杉醇奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ),也為保護(hù)紅豆杉資源提供了物質(zhì)儲(chǔ)備。換言之,豐富的內(nèi)生真菌資源是保護(hù)珍稀瀕危藥用植物種質(zhì)資源免受過度開發(fā)的有效途徑。
6結(jié)語
綜上所述,內(nèi)生真菌在揭示藥用植物道地性、中藥材栽培種植、資源保護(hù)和開發(fā)利用等方面作用顯著??梢缘贸鲞@樣一個(gè)結(jié)論:內(nèi)生真菌在中藥材領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,將極有可能成為實(shí)現(xiàn)中藥材優(yōu)質(zhì)、高效、安全、穩(wěn)定、質(zhì)量可控的新手段新方法。但目前,我國內(nèi)生真菌在中藥材領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于起步階段,所研究過的內(nèi)生真菌數(shù)量僅為其巨大資源庫的很小部分,且多限于對藥用植物生長發(fā)育、有效成分、抗逆性等表觀研究,對其具體作用機(jī)制仍不明確。真正商業(yè)化的內(nèi)生真菌產(chǎn)品不多。利用現(xiàn)代技術(shù)手段,對內(nèi)生真菌進(jìn)行系統(tǒng)研究與開發(fā)亟待開展??梢灶A(yù)見,充分利用內(nèi)生真菌的研究成果將可為中藥現(xiàn)代化發(fā)展創(chuàng)造新途徑,成為推動(dòng)我國中藥產(chǎn)業(yè)化規(guī)?;瘒H化發(fā)展的新動(dòng)力。
中國中藥雜志2016年1期