当前位置: 首页 > 期刊 > 《中草药》 > 2000年第4期
编号:10231311
药用植物内生真菌及其具宿主相同活性成分的机制初探△
http://www.100md.com 《中草药》 2000年第4期
     作者:曾松荣 徐成东 王海坤 张玲琪

    单位:药用植物 内生真菌 活性成分 基因传递

    关键词:云南大学生物系昆明 650091

    中草药000435摘 要 综述了国内外对从一些抗癌药用植物中分离的内生真菌以及其中个别菌株产生与宿主相同或相似生理活性成分的研究进展,并对个别内生真菌产生生理活性成分的机制作了初步探讨。

    癌症是人类尚未攻克的一种顽疾,因此,抗癌药物的筛选自然就成了现今的一个热点。植物是抗癌药物的主要来源之一,但这些化合物在植物体内含量一般都很低,且有些化合物只存在于植物体的某一特定部位或某一生长时期,靠天然采挖不仅受地理、环境、时间等因素的影响,而且过度采挖可能导致该物种的枯竭,这样会造成植被和人类生存环境以及生物多样性不可弥补的损失。因此,要从根本上解决抗癌药物的供应问题,必须寻找新的途径。
, 百拇医药
    一个最具启发性的研究进展,就是近年来一些研究表明某些抗癌药用植物中个别内生真菌能够产生与宿主相同或相似的生理活性成分,这是一个令人兴奋的研究结果。由此,有关内生真菌的研究已越来越引起广泛的注意。现结合我们的工作,将国内外一些有关药用植物内生真菌的研究进展以及对个别内生真菌产生与宿主相同或相似生理活性成分的可能机制概述如下。

    1 从一些药用植物中分离的内生真菌

    在美国,Strobel等人[1]从短叶红豆杉 Taxus brevifolia Nutt. 的树皮中分离出200多种微生物,其中有一种内生真菌 Taxomyces andreanae 能产生紫杉醇,现在这一研究结果已引起广泛兴趣。目前国外从红豆杉及近缘植物分离紫杉醇的微生物工作已陆续有所报道[2~4]。我国学者也相继开展抗癌药用植物内生真菌的研究工作。1994年,北京大学邱德有等从云南红豆杉 T.yunnanensis 的树皮中分离出80多个真菌菌株,其中有一个菌株具有产紫杉醇的能力[5];1999年,中山大学王伟等人从南方红豆杉 T.chinensis var. mairei 中分离得到87个真菌菌株,其中有6个菌株能分泌紫杉烷类化合物,它们分别属于头孢霉属、轮柄梳霉属和无孢菌群等。红豆杉内寄生真菌的存在并同宿主一样具有产紫杉烷的能力,这可能不是个别现象[6]。由此可见,利用微生物通过人工发酵法生产与植物相同或相似的次生代谢产物是有可能的。这一现象提示,为获得更多的天然产物,保护生态系统中的生物多样性是至关重要的,因每一个这样的系统都有可能成为资源研究中的宝库。真菌是这一宝库的成员之一,就目前所知,在自然界中还有90%~95%的真菌为未知类群,对它们的研究还仅仅是开始。因此,对这类资源的研究和开发前景十分广阔,故有人认为“真菌是一群可以下金蛋的鹅”[7]
, 百拇医药
    云南大学张玲琪等近年来分别从长春花 Catharanthus roseus、 桃儿七 Sinopodophyllum hexandrum 等植株中分别分离到产抗癌药物长春新碱和鬼臼毒素类似物的内生真菌[8,9]。从长春花植株中分离出21株真菌,其中有4株产长春新碱类似物,它们分别属于镰刀菌属、交链孢属和无孢菌群等。从桃儿七植株中共分离得到28株真菌,其中有两株产鬼臼毒素类似物,它们分别属于青霉属和交链孢属。通过比较发现,以上产生与宿主相同或相似生理活性成分的内生真菌菌株之间并不存在种属联系。并且发现在分离出来的内生真菌中,有些分离的频率高,而有些分离频率低。我们目前正采用南方山荷叶 Diphylleia sinensis Li 的根、根状茎及叶柄等部位继续进行有关内生真菌方面的研究工作,所分离出的内生真菌的情况也与上述相符,这说明内生真菌与宿主之间具有相互选择的特性。但还有一个方面的原因是不同来源的植株,由于其生长环境或季节不同,因而分离得到内生真菌的数量和种类可能不同。它们在不同的植物微生态系统中,通过不同微生物之间相互作用,建立了一种生态平衡。此外在德国鸢尾 Iris germanica L. 根状茎中分离得到了产鸢尾酮的丝状真菌[10],实际上也属于这一范畴的工作。
, 百拇医药
    2 个别内生真菌产生活性成分的机制初探

    宿主植物与其内生真菌由于长期的共同生活因而关系非常密切,它们相互之间的影响是很大的。目前,已有不少研究者从药用植物中筛选出个别内生真菌,它们能够产生与宿主相同或相似的生理活性成分。由此可产生这样的假设:具有相同次生代谢产物的生物合成途径有可能是由于相关基因的直接传递,这种传递可以发生在“共生生物-寄主”或“寄生生物-寄主”间的相互作用过程中;或者更直接地在共同生活的环境中(如土壤),经长期相处直接接触而传递吸收遗传物质。Ti 质粒从 Agrobacterium tumefaciens 传递到寄主植物中就是遗传物质进入到共生体中,其基本的生化过程信息有时还会传递到其他生物中去。在生物早期的系统发育过程中,一些具有完全互补的遗传特性或参与代谢过程的其它整个生物(如细菌或蓝藻),被认为可组合进真核细胞并发育成线粒体和叶绿体[11,12]。“内共生理论”还认为,在共生体内,一旦次生代谢中有用生化途径的表现,它就能被其他生物所利用,表现出相互作用和“协同进化”(co-evolution)[13]。有的真菌激素,包括有性生殖过程中的一些激素,其化学结构与哺乳动物的性激素十分相似,Roth 等认为哺乳动物的某些细胞调节机制即是从微生物协同进化而来[14]
, http://www.100md.com
    综上所述,一些抗癌药用植物的内生真菌显示出一定的多样性,其个别内生真菌产生与宿主相同或相似的生理活性成分是可能的。其产生的机制我们更倾向于这一观点:宿主可能将其遗传物质或信息传递给其内生真菌,使之在一定程度上具有和宿主相同或类似的代谢途径,并导致其产生某些特定物质。其中的机制尚待进一步的研究,并且需要确切的证据加以证实。

    致谢:本文承蒙云南大学省微生物研究所魏蓉城教授审阅。

    云南省应用基础研究资金(96C009M)和国家自然科学基金(39860005)资助项目

    曾松荣(男,1964年生,湖南邵阳市人)

    参考文献

    1,Strobel G, et al. Mycotaxon,1993,47:71
, 百拇医药
    2,Stierle A, et al. Science,1993,260:214

    3,Strobel G, et al. Microbiology,1996,142:435

    4,Li J Y, et al. Microbiology,1996,142:2223

    5,邱德有,等,真菌学报,1994,13(4):314

    6,王 伟,等,中山大学学报(自然科学版),1999,38(3):116

    7,陈毓亨,等.国外医学-药学分册,1994,21(1):36

    8,郭 波,等.云南大学学报,1998,20(3):214

, 百拇医药     9,李海燕,等.云南大学学报,1999,21(3):243

    10,张玲琪,等.菌物系统(原《真菌学报》),1999,18(1):49

    11,梁宗琦,等.生物多样性,1999,7(2):145

    12,翟中和编.细胞生物学.北京:高等教育出版社,1995:379

    13,Roth J,et al.Ann New York Academy Sci,1986,436:1

    14,王伯荪,等著.植物种群学.广州:广东高等教育出版社,1995:294

    (1999-11-24收稿), 百拇医药