郁金香属植物内生真菌分离、鉴定及其次生代谢产物的初步研究

来源 :伊犁师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:HGameG
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郁金香(Tulipa gesneriana L.)是百合科(Liliaceae)郁金香属(Tulipa)的草本植物。据文献记载,全球大约有150种郁金香属植物,主要分布在我国的郁金香属植物约有14种,其中准噶尔郁金香、伊犁郁金香、天山郁金香、异叶郁金香等11种郁金香均分布在新疆。目前,国内外学者对郁金香的研究主要集中在种质资源、引种栽培、扩繁育种以及化学成分分析的研究上,而关于郁金香属植物内生真菌的种类及群落结构、生物活性等研究较少。因此,本实验将对其展开相应的研究。具体研究内容及实验结果如下:1.植物内生真菌的分离纯化:通过组织块培养法和菌丝尖端纯化法,对天山郁金香(Tulipa thianschanica Regel)、准噶尔郁金香(Tulipa suaveolens Roth)、异叶郁金香(Tulipa heterophylla Baker)以及伊犁郁金香(Tulipa iliensis Regel)这4种植物的不同组织进行内生真菌的分离纯化,共获得33株内生真菌,分别为:天山郁金香13株、准噶尔郁金香5株、异叶郁金香7株、伊犁郁金香8株。2.内生真菌的鉴定:通过形态学及分子生物学鉴定分析方法对内生真菌进行菌种鉴定。鉴定结果表明,郁金香内生真菌的菌株种群较多,且具有多样性,其中链格孢属(Alternaria sp.)和镰孢霉属(Fusarium sp.)为优势属。3.Illumina高通量测序分析:以ITS区的rDNA为靶标序列,采用Illumina Novaseq测序技术对4种郁金香属植物的内生真菌群落结构组成和多样性进行测定分析。测定结果表明:(1)通过系列测序数据统计和稀疏曲线的绘制发现,本实验所选取的测序数量以及OTU抽平深度均符合实验要求,4个郁金香样品的稀疏曲线都呈现出平缓趋势,已经足够能反映出当前样品所包含的多样性。(2)通过将使用高通量测序手段从4个样品中检测出的真菌类群与传统分离鉴定方法作比较,比较结果显示,在属水平上,传统方法分离鉴定得到的真菌种类要比高通量测序得到的少,这可能是因为这些属的真菌数量较少,也可能是因为传统的培养基以及培养方式不适宜内生真菌的生长,不满足有些种属微生物苛刻的生长条件。因此,采用此手段有助于发现郁金香植物的新菌种以及具有特定功能的内生菌代谢产物。4.菌株活性筛选:根据活性测定需要对33株内生真菌的次生代谢产物分别进行处理,并测定其次生代谢粗产物的抑菌活性、抗氧化活性以及细胞活性来筛选出具有高活性的菌株。结果表明,就其活性整体而言,郁金香属内生真菌所表现出的活性状态是十分可观的,为郁金香植物的进一步开发研究奠定了基础。5.真菌次生代谢产物与宿主化学相关性:通过化学显色及紫外-可见分光光度法来筛选能够产黄酮的真菌菌株,并测定其总黄酮含量。实验结果表明:菌株TF17、TLBR18、TB24的化学成分种类比较丰富。采用NaNO2—Al(NO3)3比色法从33株郁金香属内生真菌中初步筛选出11株产黄酮类化合物的菌株,这在一定程度上表明,内生真菌的次生代谢产物与其宿主植物之间存在着密切的关系,为郁金香属内生真菌的进一步研究提供了一定的理论基础。综上所述,本论文通过分离纯化得到33株郁金香属植物内生真菌,通过形态学及分子生物学鉴定表明,郁金香内生真菌的菌株种群较多,且具有多样性。高通量测序分析结果表明,郁金香属植物内生真菌的种群结构丰富,存在潜在的深入研发价值。郁金香属内生真菌经过抑菌活性、抗氧化活性以及细胞活性的评价,共获得2株具备以上三种活性的菌株。尽管同时具备以上三种活性的菌株较少,但其剩余的不同菌株所表现出来的抑菌活性和抗氧化活性都是非常好的。此外,在真菌次生代谢产物与宿主化学相关性的实验中,从33株郁金香属内生真菌中初步筛选出11株产黄酮类化合物的菌株,这在一定程度上证实了,内生真菌能够产生与宿主相同或相似的化学成分,为郁金香属内生真菌的进一步研究提供了一定的理论基础。其综合实验结果表明,伊犁野生郁金香属植物除可作为观赏性作物之外,其内部存在的内生真菌还可将资源优势转换成经济效益,从而促进伊犁地区的经济发展。
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