篦子三尖杉內生真菌的分離鑒定和抑菌活性分析

韓潔 桂艷玲 付強 鄒頡 趙杰宏

摘 要：珍稀瀕危藥用植物篦子三尖杉（Cephalotaxus oliveri Mast）是臨床白血病藥物三尖杉酯堿和高三尖杉酯堿的重要來源，因此，篦子三尖杉的內生真菌具有潛在的藥用價值。通過從篦子三尖杉中分離純化，篩選出16株外觀差異較大的菌株，其中4株無產孢結構。經顯微結構和ITS分子鑒定，發現其中11株屬于鏈格孢屬。抑菌試驗表明，10號菌株對金黃色葡萄球菌的抑制作用較大，11號對白葡萄球菌的抑制作用較大;11號和12號對枯草芽孢桿菌的抑制作用較大;7號對大腸桿菌的抑制作用較大;有5株真菌的抑菌譜較廣。篩選的內生真菌具有藥用活性，為進一步篩選有藥用價值的內生真菌及其代謝產物奠定基礎。

關鍵詞：篦子三尖杉;內生真菌;ITS;抑菌活性

Abstract：The rare and endangered medicinal plant Cephalotaxus oliveri Mast is an important source of Harringtonine and Homoharringtonine for clinical leukemic therapy，so that the endophytic fungi of C.oliveri have somewhat potential medicinal value.Here，there were sixteen strains with different appearance screened out by isolation and purification from the leaves and branches of C.oliveri.Among them，there were four strains without sporulation structure，and eleven strains identified as Alternaria by microscopic morphology and ITS identification.The results of bacteriostatic experiment showed that the No.10 strain had greater inhibitory effects on Staphylococcus aureus.The same inhibitory effects were also found for No.11 strain on Staphylococcus albus，the No.11 stain and the No.12 strain on Bacillus subtilis，and the No.7 strain on Escherichia coli.Among which，there were five strains with a wide spectrum of bacteriostatic activity.It provides basis for further screening endophytic fungi for medicinal use.

Keywords：Cephalotaxus oliveri; Endophytic fungi; Internal transcribed spacer; Antimicrobial activity

珍稀瀕危藥用植物篦子三尖杉隸屬于三尖杉科（Cephalotaxaceae）三尖杉屬（Cephalotaxus），為國家二級保護植物，喜溫暖濕潤的生態環境，多分布在貴州、云南、四川等地海拔300～1500 m的山林中[1]。篦子三尖杉的枝葉含有多種生物堿，其中三尖杉酯堿和高三尖杉酯堿可以有效地治療急性非淋巴細胞白血病[2]。隨著人們的濫砍亂伐和保護不力，資源短缺等問題持續出現。生活在植物根、莖、葉等器官中的內生真菌，在與宿主植物長期“協同進化”過程中，有的內生真菌也具有了生成類似宿主活性物質的能力，如紫杉醇[3]、細胞松弛素[4]、鬼臼毒素[5]、長春新堿[6]、喜樹堿[7]等。通過對篦子三尖杉內生真菌開展分離純化、顯微和分子鑒定，以及抑菌活性分析，篩選出有廣譜抑菌活性的內生真菌，為深入研究和開發具有藥用價值的內生菌株奠定了基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

篦子三尖杉（Cephalotaxus oliveri Mast）采自四川筠連。通用引物ITS1（5′-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3′）和ITS4（5′-TCCTCCGCTFATrGATATGC-3′）（自上海生工合成）、DNA 提取試劑盒（天根生物）、DNA聚合酶（大連寶生物）。 大腸桿菌（Escherichia coli），枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis），金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus），白葡萄球菌（Staphylococcus albus）由貴州中醫藥大學微生物研究室提供。

1.2 方法

1.2.1 內生真菌的分離和觀察

采集篦子三尖杉的健壯枝葉，流水沖洗干凈后用75%乙醇和次氯酸鈉溶液（含7%有效氯） 各浸泡10 min，隨后在無菌水中多次清洗干凈，再把該枝葉用滅菌手術刀切割成1 cm左右的節段，放在PDA培養基中，放人工培養箱中在28 ℃培養，同時將最后一次沖洗葉片和莖段的滅菌水接種在PDA培養基中，同樣條件下培養作為空白對照。培養一周后，分離真菌菌落轉移到新鮮的PDA培養基中進行純化培養。純化的單菌落培養7 d后，取培養皿觀察菌落正反面的形態特征，然后剪取透明膠帶粘取菌落中間旺盛生長菌絲于載玻片上，直接顯微觀察，或者滴加乳酸溴酚棉蘭染色液，染色2～3 min后在顯微下觀察產孢結構或菌絲結構，并進行真菌鑒定。

1.2.2 提取DNA擴增ITS序列

刮取菌絲100 mg放于兩支離心管中，在液氮中速凍后研磨成細粉，用DNA 提取試劑盒按照操作說明書提取DNA。取1 μL DNA做模板，加入通用引物ITS1、ITS4各1 μL，再往其中加入 2×Taq PCR Mix 12.5 μL，最后補加ddH2O至25 μL，在PCR儀中進行常規擴增反應[8-9]。擴增產物經凝膠電泳檢測后，送上海生工測序。

1.2.3 序列比對和聚類分析

獲得的ITS序列在NCBI進行 Blastn（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/blast/）比對，選取相似性最高的菌種作為分子鑒定的結果。在MEGA 7.0中，將獲得的不同ITS序列進行Align對齊，截去兩端不齊序列后，選擇Phylogenetic Analysis，點擊Phylogeny，選擇Construct/Test Neighbor-Joining Tree，更改No.of Bootstrap Replications為1000，在所有參數值都默認時點擊Compute，最后查看和下載聚類樹。

1.2.4 內生真菌代謝物抑菌活性分析

將液體PDA培養的菌體用紗布過濾，擠出多余水分，并用濾紙吸干，然后在研缽中液氮速凍，快速研磨成粉，稱取2 g粉末裝入廣口瓶中，加入10 mL乙酸乙酯攪拌均勻，靜置待用。無粉末的乙酸乙酯作為空白對照。用孔徑6 mm打孔器打出濾紙圓片，滅菌后放入提取液中。取四種細菌的水懸液，調OD600為0.7左右，快速倒入不燙手暫未凝固的牛肉膏蛋白胨培養基中，快速搖勻后迅速倒入培養皿中，凝固后獲得細菌測試菌培養基，培養細菌1 d后，將提取液飽和的濾紙片接種到培養皿中，各三個重復，培養7 d后觀察和比較抑菌圈大小。

2 結果與分析

2.1 內生真菌的形態特征

經過分離和培養，空白對照未發現污染，說明分離的菌株來自內生真菌，共獲得了110個內生真菌菌落。根據菌落的外觀形態差異，篩選出16種有明顯差異的內生菌株。除了1號、3號、13號、15號無產孢結構外，其余編號菌株皆有產孢結構，可以進行初步判斷，多數屬于鏈格孢屬真菌，分生孢子具有典型的壁磚狀結構，孢子表面具橫隔和縱隔，橫隔較粗（圖1）。

2.2 抑菌活性分析

不同內生真菌對不同細菌的抑菌活性不同，除了1號，1、3號真菌對四種細菌都沒有明顯抑菌圈外，其他真菌至少對1種細菌有抑制作用。對金黃色葡萄球菌有抑制作用的內生真菌是2號、5號、8號、9號、10號，其中10號抑菌圈較大。對白葡萄球菌有抑制作用的是2號、5號、7號、8號、9號、10號、11號，其中11號抑菌圈較大;對枯草芽孢桿菌有抑制作用的是2號、4號、5號、8號、9號、10號、11號、12號、14號，其中11號和12號抑菌圈較大;對大腸桿菌有抑制作用的是7號、10號，其中7號抑菌圈較大（圖2）。可以看出，2號、5號和10號的抑菌譜較廣和抑菌活性較強。

2.3 內生真菌ITS分子鑒定

將PCR擴增的ITS產物電泳后得到600 bp左右的序列條帶。將ITS序列在NCBI blastn比對進行分子鑒定，結合形態學特征和ITS聚類分析（圖3），結果顯示16株菌株的種群結構多樣性較小，16株內生真菌中有11株為Alternaria（鏈格孢屬），其余5株分別為Diaporthe（腐皮殼屬）、Fusarium（鐮刀菌屬）、Phyllosticta（葉點霉屬）、Pestalotiopsis（擬盤多毛孢屬）、Bjerkandera（黑管菌屬）。

3 結論與討論

通過從篦子三尖杉枝葉中分離純化，篩選出16株形態各異的內生真菌菌株，經顯微特征和ITS分子鑒定，發現其中1號、3號、13號和15號無產孢結構，分別屬于黑管菌（Bjerkandera）、腐皮殼菌（Diaporthe）、葉點霉（Phyllosticta）和擬盤多毛孢（Pestalotiopsis），另外4號為鐮刀菌（Fusarium），剩余的11株均有產孢結構，均屬于鏈格孢（Alternaria），可見這16個菌株的種群多樣性較小，優勢菌種為鏈格孢屬真菌，與葉靜等[10]、劉兆迪等[11]報道的優勢菌株和活性菌株有所不同，可能與材料來源、篩選方法、樣品數量等有關。抑菌試驗表明，5株非鏈格孢菌中，只有4號對枯草芽孢桿菌有抑菌活性，其余皆無抑菌活性。抑菌活性主要體現在鏈格孢菌，其中2號、5號和10號的抑菌譜較廣，而且對致病性金黃色葡萄球菌有一定的抑菌活性。可見，個別菌株具有較好的藥用潛力。這些內生真菌是否通過“協同進化”也獲得生產三尖杉酯堿或高三尖杉酯堿的能力，尚需深入分析。

參 考 文 獻：

[1]

馮邦賢，韋海霞.黔東南州篦子三尖杉群落結構特征研究[J].湖南林業科技，2017，44（4）：34-42.

[2] 潘文斗，麥浪天，李毓敬.篦子三尖杉中的三尖杉酯堿在不同季節、部位和年齡的含量變化研究[J].中國中藥雜志，1983，8（6）：15-16.

[3] STIERLE A，STROBEL G，STICRLE D.Taxol and taxane production by Taxomyces andreana，an endophytic fungus of Pacific yew [J].Science，1993，260（5105）：214-216.

[4] WAGENAAR M M，CORWIN J，STROBEL G，et al.Three new cytochalasins produced by an endophytic fungus in the genus Rhinocladiella [J].Journal of Natural Products，2000，63（12）： 1692-1695.

[5] 郭仕平，蔣斌，蘇瑩珍，等.川八角蓮內生真菌產鬼臼毒素類似物的初步研究[J].生物技術，2004，14（2）： 55-57.

[6] 楊顯志，張玲琪，郭波，等.一株產長春新堿內生真菌的初步研究[J].中草藥，2004，35（1）： 79-81.

[7] PURI S C，VERMA V，AMNA T，et al.An endophytic fungus from Nothapodytes foetida that produes camptothecin [J].Journal of Natural Products，2006，68（12）：1717-1719.

[8] 郭鵬豪，劉秀麗，崔穎鵬，等.真菌通用引物Its1和Its4在絲狀真菌鑒定中的價值評價[J].中國微生態學雜志，2013，25（8）： 922-924.

[9] 曹永軍，程萍，喻國輝，等.利用ITS1和ITS4通用引物擴增香蕉枯萎病菌核酸片段鑒定其生理小種[J].熱帶作物學報，2010，31（7）： 1098-1112.

[10] 葉靜，冉雪琴，孫端方，等.三尖杉內生真菌的遺傳多樣性研究[J].山地農業生物學報，2009，28（2）： 130-135.

[11] 劉兆迪，解修超，陳文強，等.藥用植物三尖杉內生真菌的分離鑒定及抗菌活性[J].中國實驗方劑學雜志，2014，20（9）：128-132.