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。     

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.     

内生真菌产紫杉醇研究的回顾与展望

紫杉醇是一种高效、低毒、广谱的天然抗癌药物,是人类未来20年间最有效的抗癌药物之一。近年来的研究发现,从植物内生真菌中发酵生产紫杉醇被证明是解决药源问题的有效途径。本文概述了微生物发酵生产紫杉醇的研究进展,包括产紫杉醇内生真菌的分离、多样性和真菌产紫杉醇的优势,紫杉醇的提取和检测技术,同时对如何提高内生真菌紫杉醇产量进行了比较全面的综述。随着现代分子生物学技术和微生物发酵工程的发展,工业上大规模发酵生产紫杉醇将有望实现。     

孑遗植物桫椤内生真菌的多样性与群落组成（英文）

桫椤为木本蕨类,在世界范围内属于濒危的孑遗植物,关于桫椤内生真菌的研究还未见报道。本文基于形态学特征和DNA序列分析技术,探讨了桫椤内生真菌多样性和群落组成。研究发现,桫椤组织中蕴藏着丰富的真菌资源,内生真菌定殖率达到87.6%;从桫椤的234个生活组织块中,分离到内生真菌291株,被鉴定为64个分类单元;桫椤组织中常见真菌种类大约占内生真菌的60%,其中铺散内曼菌Nemania diffusa表现出明显的分布优势;内生真菌总体多样性指数达到3.53的较高水平,并且表现出叶轴根部羽片叶柄茎皮的分布规律;分析不同组织中内生真菌的相似性系数和聚类结果,发现桫椤的组织性质影响内生真菌的组成和分布;根据物种累积曲线,现有的研究样本中超过80%的内生真菌已经被分离到,研究结果能够反映桫椤内生真菌的多样性和群落组成。通过分析桫椤的叶柄凋落物中真菌定殖率、丰度、多样性、相似性和真菌种类等特征性数值,表明凋落的桫椤组织中真菌的分布特征已经发生了明显改变。     

紫杉醇生物合成研究历史、现状及展望

紫杉醇是从红豆杉中分离出来的一种二萜类化合物,是目前临床上使用最广泛的抗癌药物之一。回顾了紫杉醇生物合成的研究历史,主要包括参与红豆杉紫杉醇生物合成的结构基因、调控基因、红豆杉代谢组、内生真菌紫杉醇生物合成研究历史以及国际上紫杉醇生物合成专利情况等。介绍了近年来红豆杉和内生真菌紫杉醇生物合成研究的现状。最后探讨了本领域未来的研究方向并对其前景进行展望。     

烟草内生真菌及其提取物的抗细菌活性（英文）

从健康烟草的根和茎中分离到38株内生真菌,对23株代表性内生真菌菌株进行了形态观察和ITS-r DNA分析,共鉴定出18个属,其中Acremonium(菌株Nitaf01和Nitaf02)、Fusarium(菌株Nitaf07、Nitaf08和Nitaf09)、Penicillium(菌株Nitaf18和Nitaf20)和Plectosphaerella(菌株Nitaf11和Nitaf12)为主要属,有13个属(Acremonium、Cladosporium、Clonostachys、Ilyonectria、Mortierella、Myriodontium、Petriella、Plectosphaerella、Podospora、Purpureocillium、Rhizopycnis、Stephanonectria和Thielavia)的真菌为首次从烟草中分离得到。5株内生真菌(Colletotrichum sp.Nitaf05、Fusarium sp.Nitaf07、Purpureocillium sp.Nitaf13、Penicillium sp.Nitaf20和Rhizopycnis sp.Nitaf22)的菌丝和发酵液提取物均表现出较强的抗细菌活性。结果表明烟草存在丰富的内生真菌,这些内生真菌具有生产抗菌活性成分和作为生防菌剂应用的潜力。     

红豆杉内生真菌产紫杉醇研究进展

本文综述了近年来产紫杉醇的红豆杉内生真菌分离和筛选、代谢和发酵的研究进展。     

植物内生真菌生产紫杉醇大有希望

索取紫杉醇(taxol)的传统方法需要砍伐大量紫杉树木,取其树皮以提取紫杉醇,其代价很高。采用细胞-组织培养索取紫杉醇的方法正在积极实验研究之中。我国第四军医大学曾采用非生物方法即手性催化技术合成紫杉醇及多烯紫杉醇取得成功。目前,国内外采用微生物方法生产紫杉醇已经取     

产紫杉醇植物内生真菌的研究进展

紫杉醇是一种二萜类生物碱,通过抑制微管解聚和稳定微管的作用来抑制有丝分裂,是一种高效、低毒、广谱的天然抗癌药物,已在临床上广泛使用,市场需求量巨大,但由于生产原料的制约,价格十分昂贵。近年来的研究表明,利用植物内生真菌发酵生产紫杉醇是解决药源问题的有效途径。本文就产紫杉醇内生真菌的分离与鉴定方法、紫杉醇的提取与检测技术及在研的菌种进行综述,并进一步提出目前内生真菌源紫杉醇研究存在的问题与前景。     

紫杉醇生物合成的研究

抗癌新药紫杉醇是具有萜类环状结构的天然次生代谢产物。研究紫杉醇的生物合成对于人为定向地提高合成效率以及克隆重组合成中的关键酶基因,进而提高紫杉醇的合成量,都是十分有意义的基础工作。本文以植物和微生物的次生代谢及其主要代谢途径为知识背景,介绍了紫杉烷类物质的基本结构及其结构骨架的分类情况,综述了近年来围绕紫杉醇二萜骨架和侧链基团的生物合成途径的研究进展,对合成中的影响因素进行了初步的讨论。     

紫杉醇生物合成的研究

抗癌新药紫杉醇是具有萜类环状结构的天然次生代谢产物。研究紫杉醇的生物合成对于人为定向地提高合成效率以及克隆重组合成中的关键酶基因,进而提高紫杉醇的合成量,都是十分有意义的基础工作。本文以植物和微生物的次生代谢及其主要代谢途径为知识背景,介绍了紫杉烷类物质的基本结构及其结构骨架的分类情况,综述了近年来围绕紫杉醇二萜骨架和侧链基团的生物合成途径的研究进展,对合成中的影响因素进行了初步的讨论。     

沙漠药用植物沙蒿内生真菌Embellisia chlamydospora中酚酸类化合物研究（英文）

从荒漠药用植物沙蒿的内生真菌Embellisia chlamydospora中首次分离得到3种酚酸类化合物,分别为barceloneic acid A(1),barceloneic lactone(2),2′-O-methyl-barceloneate(3)。根据其NMR与HR-ESI数据以及相关文献比对,确定了3个化合物的结构。活性试验结果证实化合物2和3显著抑制拟南芥根生长。目前,从E.chlamydospora真菌中仅分离出2种化合物terpestacin和embellistatin。本实验结果丰富了该真菌的化学成分多样性,进一步暗示特殊生境的植物内生真菌是产生结构新颖与活性显著的次级代谢产物的重要宝库。     

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.     

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.     

南方红豆杉产紫杉醇内生真菌的分离

对从广东乳源县的南方红豆杉(Taxus chinensis var. mairei)内生真菌中分离和筛选产紫杉醇的内生真菌进行了研究。从南方红豆杉的树皮、茎部、叶片及叶片研磨物中分离纯化了145株内生真菌,对其中的53株内生真菌采用摇瓶发酵培养的方法筛选产紫杉醇的内生真菌。发酵物和菌丝体经研磨、离心、乙酸乙酯萃取和浓缩,经硅胶薄层层析(TLC),高效液相色谱(HPLC)以及液相色谱-质谱(HPLC-MS)分析和检测,结果表明,从茎部分离的1株内生真菌能够产紫杉醇或其异构体, 产量达180 μg L^-1。通过对产紫杉醇内生真菌进行诱变、筛选以及优化培养条件等措施,大规模培养生产紫杉醇是具有可行性的。     

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.     

产紫杉醇类云南红豆杉内生真菌筛选的研究

采用无菌技术从云南红豆杉中分离得到200余株内生真菌,经过PDA液体培养基发酵后用TLC、HPLC等方法检测,发现其中有一株的胞外分泌物中含有紫杉醇,标号12．3,2。经过形态学鉴别,其属于青霉属（Penicillium）。利用微生物（特别是内生真菌）产紫杉醇是新的途径,该菌株具有进一步研究的价值。     

东北大兴安岭石蕊属部分种类的内生真菌多样性（英文）

采用皮层剥离法从东北大兴安岭的7种石蕊属地衣的15个样本的710个组织块分离获得90株地衣内生真菌菌株,平均定植率为12.68%(2.86%–32.76%),定植率和石蕊属的物种之间不存在明显对应关系。根据菌株的菌落、菌丝及分生孢子等特征从中选取30个作为代表,测定其ITS序列。结合分子序列和菌落特征,该90个菌株归属于19个分类单元,隶属于3门、5纲、8目、11科和15属。炭角菌科为优势科,占77.78%,紫棕炭团菌为优势种,占62.22%。每个石蕊种类及总体的内生真菌菌群的Shannon-Wiener指数和Simpson指数显示所获得的石蕊属地衣内生真菌菌群具有中等的多样性及较强的宿主专一性。     

产紫杉醇内生真菌EFY-21的鉴定与生物学特性研究

利用PCR技术克隆了产紫杉醇内生真菌EFY-21的18S rDNA序列,通过同源性分析,初步确定该菌与拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)有较高的同源性,相似性为99%。为了进一步了解EFY-21的有关生物学特性,分别选用PDA、PSA、查氏、玉米粉琼胶、牛肉膏蛋白胨5种培养基,按照常规方法培养,用十字法测量菌落直径;同时选用查氏培养基为基本培养基,分别观察不同碳源葡萄糖、甘露醇、麦芽糖、果糖、可溶性淀粉,不同氮源KNO3、Ca(N03)2、(NH4)2SO4、NH4N03、(NH4)2HPO4、蛋白胨、尿素,不同培养温度10,15,20,25,28,30,37℃,不同pH值4,5,6,7,8,9对内生真菌菌丝的影响。试验结果表明:EFY-21在PDA培养基上生长最快,生长状况最好;供试的碳氮源中,对EFY-21菌丝生长影响的大小顺序为葡萄糖甘露醇果糖麦芽糖可溶性淀粉;蛋白胨KNO3Ca(N03)2NH4N03(NH4)2HPO4(NH4)2SO4尿素;最适培养温度为25～30℃;最适pH为5～7。