马齿苋内生菌菌核青霉化学成分分离纯化和pencolide活性研究

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马齿苋(Portulaca oleracea L.)是一种药食两用的药用植物,易栽培,分布广,具有抗炎抑菌、抗氧化、降血脂等功能。马齿苋的药用价值依赖其自身丰富的活性化学成分,但活性成分不易大量获得,且目前应用研究中绝大多数都是针对于马齿苋的植株本身,对马齿苋内生菌领域的研发尚少。植物内生菌作为植物化学成分的新型来源途径,不仅能参与宿主植物次生代谢的合成,自身也能产生与宿主植物相同或相似的活性成分,给药用植物化学成分的研究带来了极大便利。本文对从马齿苋根部分离筛选得到的具有良好的抗番茄青枯病效果的菌核青霉的液体发酵化学成分进行了研究,研究内容包括以下三个部分:(1)菌核青霉化学成分的分离纯化;(2)化学成分pencolide对Nipponbare水稻和黄花占水稻生长调节的活性研究;(3)pencolide对水稻生长的土壤养分,土壤细菌微生物的影响。主要研究结果如下:1、从菌核青霉PDB发酵液的乙酸乙酯萃取层中分离得到11个化合物,鉴定了5个化合物的结构JHQM-(1-5),分别为pencolide,L-柠檬酸-1-甲酯,L-柠檬酸-1,5-二甲酯,十八碳烯酸,penicilazaphilone D,其中pencolide含量最高,达80 g/kg;2、盆栽实验研究发现,不同浓度pencolide处理对Nipponbare水稻生长均具有促进作用。0.01 mg/m L和0.02 mg/m L浓度的pencolide对Nipponbare的生长促进作用最明显,此两个浓度处理下的植株平均鲜重更重,分别为0.92 g和0.84 g,平均根长更长,分别为115.80 mm和98.04 mm。外观上根系发育也相对发达,根须均匀密集。而用不同浓度pencolide水培处理黄花占时,在整个实验周期不添加外部营养的情况下,经pencolide处理后的水稻植株叶片比空白对照的更绿,长势也更具有活力,而空白组的植株则叶片枯黄;3、在pencolide土培处理黄花占的实验中同时检测了pencolide对土壤养分和土壤细菌微生物多样性的影响。实验结果显示,在检测的8个土壤养分指标里,有机质、总氮、总钾、总磷、速效磷、速效钾和p H在各组样品之间均无明显差异,仅碱解氮含量在空白组和处理组之间有明显差异,但碱解氮的含量在两个处理组之间又没明显差异,且随着pencolide浓度升高土壤中有效氮含量反而降低。对土壤细菌微生物(细菌)多样性的影响结果显示,在属水平的物种组成上,三组样本(CK、0.02 mg/m L、0.05 mg/m L)之间细菌组成相似度较高,三组样品共有806个属,空白处理组独有18个属,0.02 mg/m L处理组独有13个属,0.05 mg/m L处理组独有25个属。仅两个属在三组样品间有显著性差异,地杆菌属(Geobacter)在三组样本之间存在显著差异,相对丰度随pencolide处理浓度升高而增大,地杆菌属在环境修复方面具有较大的应用价值。另一个无层级的属种则在三组样本之间差异极显著,其他属均在三组样本之间无显著差异。本研究从马齿苋内生真菌菌核青霉发酵液的乙酸乙酯中分离了11个化合物,鉴定了其中5个化合物,明确其重要成分为pencolide。其次,开展了pencolide对水稻生长调节的活性测试,发现pencolide的确对水稻生长调节有影响,作用方式可能在影响土壤细菌多样性上。Pencolide处理后水稻的地杆菌属相对丰度随pencolide浓度升高而增大的变化暗示pencolide可能具有间接修复土壤污染的潜力。
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