一株产紫杉醇内生真菌YN6的分离及鉴定

从云南红豆杉（Taxus yunnanensis）树皮内表皮中分离得到75株内生真菌,采用基于紫杉醇合成关键酶10-去乙酰巴卡亭Ⅲ-10-O-乙酰基转移酶（10-deacetylbaccatin Ⅲ-10-O-acetyl transferase,DBAT）和C-13苯丙氨基侧链CoA乙酰基转移酶（C-13-phenylpropanoid side chain-CoA acyltransferase,BAPT）基因为标志分子的快速筛选方法获得一株可产紫杉醇的内生真菌YN6,并通过高效液相色谱法和质谱法对其紫杉醇进行分析.同时,通过对内生真菌YN6的形态特征分析以及18S rDNA序列分析将其初步鉴定为拟盘多毛孢属（Pestalotiopsis sp.）真菌. 拟盘多毛孢YN6的紫杉醇产量约为120~140 μg/L,是目前已报道的紫杉醇产量较高的野生菌株之一. 拟盘多毛孢YN6的发现为微生物发酵生产紫杉醇提供了潜在的优良种质资源.     

1株产紫杉醇内生真菌LNUF014的鉴定及产物检测

从红豆杉的韧皮部组织中分离得到的360株内生真菌中,通过对发酵粗提的检测,共筛选到11株产紫杉醇的真菌。其中1株内生真菌LNUF014的发酵液采用有机试剂抽提紫杉醇,经薄层层析和高效液相色谱分析,初步表明该菌株的紫杉醇类物质含量为53.68μg/L。根据形态学研究和真核生物18S rDNA基因序列分析,将其鉴定为镰刀菌属(Fusarium)。产紫杉醇内生真菌的研究将对紫杉醇类抗肿瘤药物的研制具有重要意义。     

产紫杉醇内生真菌TMS-26的分离和鉴定

为丰富产紫杉醇植物内生真菌资源库,从曼地亚红豆杉Taxus media茎中分离得到一株产紫杉醇的内生真菌TMS-26。通过对TMS-26的发酵提取物进行高效液相色谱分析,发现其具有与紫杉醇标准品(4.545 min)相近的色谱特征峰。进一步通过液质联用仪检测发现,内生真菌TMS-26的发酵提取物中具有与紫杉醇标准品((M+Na)+=876)相近的质谱特征峰,表明内生真菌TMS-26能够产生紫杉醇。同时通过传统形态学分类鉴定方法和18S r DNA序列分析、Internal-transcribed spacer(ITS)序列分析等现代分子生物学分类鉴定方法,最终将内生真菌TMS-26鉴定为曲霉属烟曲霉Aspergillus fumigatus,并命名为"烟曲霉TMS-26"。     

内生真菌紫杉醇生物合成的研究现状与展望

紫杉醇是重要的抗癌药物之一,已经证明其对多种癌症具有显著疗效。目前,人们主要是从红豆杉的树皮中提取、分离和纯化紫杉醇,但由于红豆杉为生长缓慢、散生、濒危的珍稀植物,且随着紫杉醇临床用途的不断拓宽,市场需求的稳定增长,单纯依靠从红豆杉树皮中提取紫杉醇已经无法满足日益增长的市场需求。为了解决紫杉醇的药源不足,科学家已把目光从红豆杉树分离提取紫杉醇转向了其他替代方法,如化学全合成、半合成、组织培养与细胞培养、微生物发酵法生产紫杉醇等。因此,了解内生真菌紫杉醇生物合成的分子基础和遗传调控机制,对解析内生真菌紫杉醇生物合成机制、构建高产紫杉醇基因工程菌株和早日实现内生真菌紫杉醇工业化生产具有重要的科学意义和现实意义。结合本课题组多年来的科研工作,概述了红豆杉细胞紫杉醇生物合成途径、内生真菌发酵生产紫杉醇的优势、产紫杉醇内生菌的分离研究现状和生物多样性及紫杉醇生物合成相关基因的研究现状。内生真菌生物发酵合成紫杉醇是可以无限生产、大量获取紫杉醇、解决紫杉醇药源短缺问题的很有前景的方法之一。     

红豆杉中产紫杉醇内生真菌分离部位的比较研究

目的 探讨红豆杉不同部位在内生真菌分离效率以及产紫杉醇菌株筛选率方面的规律性,为红豆杉产紫杉醇内生菌菌株的分离与筛选提供一定的理论依据.方法 从根、茎、叶3个器官取大小和表面积相同的太行山野生红豆杉(Taxous chinensis)材料,用组织块法分离红豆杉内生真菌,计算各部位内生真菌的分离效率;用高效液相法时分离到的内生真菌发酵液提取物进行紫杉醇含量分析,计算各部位产紫杉醇内生真菌的筛选率.结果 共分离到109株红豆杉内生真菌,根部、茎部和叶部分离效率指数分别为0.90、0.63和0.28;其中有28株产紫杉醇,紫杉醇菌株筛选率分别为31.48%、21.05%和17.65%.结论 在内生真菌的分离效率及其产紫杉醇内生真菌的筛选率上,均为根部>茎部>叶部,即根部在内生真菌分离效率和筛选产紫杉醇内生真菌效率上均具有明显的优势.     

芍药内生真菌的鉴定及产生活性次生代谢产物的评估

【目的】研究药用植物芍药(Paeonia lactiflora Pall.)内生真菌的种群多样性,同时对其可能存在的聚酮合酶(Polyketide synthase,PKS)和非核糖体多肽合成酶(Non-ribosomal peptide synthetase,NRPS)基因多样性进行评估,预测芍药内生真菌产生活性次生代谢产物的潜力。【方法】采用组织分离法获得芍药根部内生真菌菌株,结合形态学特征和ITS序列分析,进行鉴定;利用兼并性引物对内生真菌中存在的聚酮合酶(PKS)基因和非核糖体多肽合成酶(NRPS)基因进行PCR扩增及序列测定分析,构建系统发育树,明确芍药内真菌PKS基因序列和NRPS基因序列的系统进化地位。【结果】从芍药组织块中共分离得到105株内生分离物,去重复后获得52株内生真菌,菌株ITS基因序列信息显示,52株芍药内生真菌隶属于7目、13科、15属,其中小球腔菌属(Leptosphaeria)、土赤壳属(Ilyonectria)和镰孢属(Fusarium)为优势种群;从52株内生真菌中筛选获得13株含PKS基因片段的菌株,8株含NRPS基因片段的菌株,部分菌株功能基因的氨基酸序列与Gen Bank中已知化合物的合成序列具有一定的同源性,预示芍药根部内生真菌具有合成丰富多样的次生代谢产物的潜力。【结论】药用植物芍药根部具有丰富的内生真菌资源,且具有产生活性次生代谢产物的潜力,值得进一步开发研究和应用。     

产紫杉醇内生真菌MHZ-32的鉴定

从曼地亚红豆杉树皮内表皮分离获得一株内生真菌MHZ-32,通过高效液相色谱法检测发现,内生真菌MHZ-32的紫杉醇提取物中含有与紫杉醇标品 (15.02 min）、巴卡亭Ⅲ标品 (7.07 min)保留时间相近的色谱特征峰. 进一步通过质谱法检测发现,MHZ-32的紫杉醇提取物中具有与紫杉醇标品((M+Na)+=876)、巴卡亭Ⅲ标品((M+Na)+=609)相同的质谱特征峰,表明内生真菌MHZ-32可以产紫杉醇和巴卡亭Ⅲ. 其紫杉醇和巴卡亭III的产量分别约为0.6 μg/g和0.2 μg/g（紫杉醇或巴卡亭Ⅲ/菌丝干重）.并通过18S rRNA序列分析和形态学鉴定,将内生真菌MHZ-32初步鉴定为拟茎点霉属（Phomopsis sp.）真菌.     

产紫杉醇内生真菌Z58的分离和鉴定

本研究从曼地亚红豆杉（Taxus x media）树皮内表皮分离得到一株产紫杉醇的内生真菌Z58,通过高效液相色谱法、质谱法和核磁共振波谱法对其紫杉醇提取物进行了分析. 结果表明,内生真菌Z58的紫杉醇提取物具有和紫杉醇标准品相近的色谱特征峰,其保留时间为10.2 min;也与紫杉醇标准品具有相同的质谱特征峰（（M+Na）+=876）和1H-NMR谱带.并通过形态学特征分析和18S rDNA序列分析,将内生真菌Z58初步鉴定为肉座菌属（Hypocrea sp.）真菌.肉座菌Z58的紫杉醇产量约为2.5～3.0 μg/g（紫杉醇/菌丝干重）,是一株具有潜在应用价值的产紫杉醇内生真菌.     

高产紫杉醇内生真菌J11的鉴定

从南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)的幼茎中分离出一株产紫杉醇内生真菌J11.菌株J11的发酵提取物经高分辨质谱分析,证实J11菌株可产紫杉醇.提取该菌株的基因组DNA,扩增核糖体internal transcribed spacer(ITS)和28S核糖体large subunit rRNA gene(LSU)序列,经测序获得该菌的ITS序列和LSU序列.序列比对和检索结果表明,J11菌株为葡萄座腔菌(Botryosphaeria ssp.)属中的一个新菌株.形态学鉴定符合葡萄座腔菌属特征,高效液相色谱分析表明,J11菌株的紫杉醇含量约为615.1μg/L.本研究首次证实葡萄座腔菌J11是一株高产紫杉醇野生型菌株,具有潜在的应用前景.     

内生真菌紫杉醇生物合成的研究现状与展望（英文）

紫杉醇是重要的抗癌药物之一,已经证明其对多种癌症具有显著疗效。目前,人们主要是从红豆杉的树皮中提取、分离和纯化紫杉醇,但由于红豆杉为生长缓慢、散生、濒危的珍稀植物,且随着紫杉醇临床用途的不断拓宽,市场需求的稳定增长,单纯依靠从红豆杉树皮中提取紫杉醇已经无法满足日益增长的市场需求。为了解决紫杉醇的药源不足,科学家已把目光从红豆杉树分离提取紫杉醇转向了其他替代方法,如化学全合成、半合成、组织培养与细胞培养、微生物发酵法生产紫杉醇等。因此,了解内生真菌紫杉醇生物合成的分子基础和遗传调控机制,对解析内生真菌紫杉醇生物合成机制、构建高产紫杉醇基因工程菌株和早日实现内生真菌紫杉醇工业化生产具有重要的科学意义和现实意义。结合本课题组多年来的科研工作,概述了红豆杉细胞紫杉醇生物合成途径、内生真菌发酵生产紫杉醇的优势、产紫杉醇内生菌的分离研究现状和生物多样性及紫杉醇生物合成相关基因的研究现状。内生真菌生物发酵合成紫杉醇是可以无限生产、大量获取紫杉醇、解决紫杉醇药源短缺问题的很有前景的方法之一。     

Screening of taxol-producing endophytic fungi from Taxus chinensis var. mairei

A total of 38 endophytic fungus strains were isolated from Taxus chinensis var. mairei by aseptic technique. Genomic DNA was extracted from isolated endophytic fungi and subjected to polymerase chain reaction (PCR) analysis for the presence of Taxus taxadiene synthase (TS) gene, a rate-limiting enzyme gene in the taxol biosynthetic pathway. Twelve out of 38 isolated endophytic fungus strains showed PCR positive for the ts gene. Subsequently, taxol and its related compounds were extracted from culture filtrates and mycelia of the PCR positive strains, separated by column chromatography and analyzed by High Performance Liquid Chromatography and Mass Spectrum. The analysis result showed that 3 strains could produce taxol and its related compounds at the detectible level. This study indicates that molecular detection of the ts gene is an efficient method for primary screening of taxol or its related compounds-producing endophytic fungi which can improve prominently screening efficiency.     

植物内生拟盘多毛孢的生物多样性

内生拟盘多毛孢是植物 (尤其是木本植物 )内生真菌的重要类群。分离自红豆杉的内生小孢拟盘多毛孢(Pestalotiopsismicrospora)能产生抗癌的代谢产物紫杉醇 ,因而引起了人们对内生拟盘多毛孢研究的兴趣。拟盘多毛孢内生于植物的根、茎、叶及繁殖体中 ,已鉴定的内生拟盘多毛孢有 2 3种。在已调查的植物中 ,内生拟盘多毛孢的定殖率有很大差异 ,在红树 (Rhizophoraapiculata)、椰子 (Cocosnucifer)、西藏红豆杉 (Taxuswallichiana)、茶梅 (Camelliasasanqua)、Fragraeabodenii和Cordemoyaintegrifolia等木本植物中 ,拟盘多毛孢是内生真菌的优势类群。一种拟盘多毛孢可内生于多种植物体内 ,一种植物也可有多种拟盘多毛孢内生 ,其分布与植物所处的生态环境和地域有关。在一定的宿主植物生理条件或外界环境条件下 ,某些内生拟盘多毛孢可转变为寄生或腐生。对植物内生拟盘多毛孢代谢产物的研究表明 ,拟盘多毛孢可产生多种次生代谢产物 ,包括抗癌物质 (紫杉醇和粗榧酸 )和抗菌物质 (环己烷类物质、粗榧酸和 pestaloside)。植物内生拟盘多毛孢的资源调查和开发应用具有广阔的前景。     

Baseline Survey of Root-Associated Microbes of Taxus chinensis (Pilger) Rehd

Taxol (paclitaxel) a diterpenoid is one of the most effective anticancer drugs identified. Biosynthesis of taxol was considered restricted to the Taxus genera until Stierle et al. discovered that an endophytic fungus isolated from Taxus brevifolia could independently synthesize taxol. Little is known about the mechanism of taxol biosynthesis in microbes, but it has been speculated that its biosynthesis may differ from plants. The microbiome from the roots of Taxus chinensis have been extensively investigated with culture-dependent methods to identify taxol synthesizing microbes, but not using culture independent methods.,Using bar-coded high-throughput sequencing in combination with a metagenomics approach, we surveyed the microbial diversity and gene composition of the root-associated microbiomefrom Taxus chinensis (Pilger) Rehd. High-throughput amplicon sequencing revealed 187 fungal OTUs which is higher than any previously reported fungal number identified with the culture-dependent method, suggesting that T. chinensis roots harbor novel and diverse fungi. Some operational taxonomic units (OTU) identified were identical to reported microbe strains possessing the ability to synthesis taxol and several genes previously associated with taxol biosynthesis were identified through metagenomics analysis.     

Isolation and characterization of Stemphylium sedicola SBU-16 as a new endophytic taxol-producing fungus from Taxus baccata grown in Iran

In this study, a total of 25 endophytic fungi were successfully isolated from the inner bark of Taxus baccata grown in Iran by the aseptic technique. Genomic DNA was extracted from isolated endophytic fungi and subjected to polymerase chain reaction (PCR) analysis for the presence of the Taxus taxadiene synthase (ts) gene, which encodes the enzyme catalyzing the first committed step of taxol biosynthesis. Four of 25 isolated endophytic fungi isolates showed PCR positive for the ts gene. Subsequently, taxol and 10-deacetylbaccatin III (10-DAB III) were extracted from culture filtrates and mycelia of the PCR positive isolates and analyzed by high-performance liquid chromatography and mass spectrometry. The analysis showed that one isolate (SBU-16) produced taxol (6.9?±?0.2?μg?L(-1) ) and its intermediate compound, 10-DAB III (2.2?±?0.1?μg?L(-1) ). The isolate SBU-16 was identified as Stemphylium sedicola SBU-16, according to its morphological characteristics as well as the internal transcribed spacer nuclear rDNA gene sequence analysis. Interestingly, this is the first report of the genus Stemphylium as a taxol-producing taxon.     

内生真菌发酵生产紫杉醇的研究现状与展望

抗癌药物紫杉醇已在临床上广泛应用,但受原料红豆杉树木短缺的制约,存在巨大的供需差距,而内生真菌发酵生产紫杉醇是解决紫杉醇药源问题的很有前景的途径之一.结合课题组多年来开展的科学试验研究工作,概述了内生真菌发酵生产紫杉醇的优势、产紫杉醇内生真菌的分离研究现状和生物多样性及提高内生真菌生物合成紫杉醇量的途径.     

红树林内生真菌研究进展

红树林作为一种特殊的植物群落具有丰富的内生真菌资源,目前已分离鉴定的红树林真菌超过200种,成为海洋真菌的第二大类群,已报道的红树林内生真菌主要类群是链格孢霉(Alternaria)、曲霉(Aspergillus)、芽枝霉(Cladosporium)、炭疽菌(Colletotrichum)、镰孢霉(Fusarium)、拟青霉(Paecilomyces)、拟盘多毛孢(Pestalotiopsis)、青霉(Penicillium)、茎点霉(Phoma)、拟茎点霉(Phomopsis)、叶点霉(Phyllosticta)和木霉(Trichoderma)等.大部分红树林内生真菌具有较宽的宿主范围,极少数只有单一的宿主,不同红树林植物的内生真菌区系及优势种群有很大差异.红树林内生真菌的定殖因宿主植物不同部位、植株的年龄及季节和环境的变化明显不同.红树林内生真菌能产生多种代谢产物,具有抗菌、抗肿瘤等药用价值.红树林植物内生真菌的研究和开发具有重要意义.本文综述了红树林内生真菌的生物多样性及其分布、生物学功能和次生代谢产物等方面的研究进展.