全 文 :收稿日期:2010-10-11
基金项目:中国热带农业科学院分析测试中心主任基金项目(2009-02)
作者简介:陈雪华(1960-),女,海南海口人,实验师,主要从事微生物检测、电子显微镜仪器分析工作。
香荚兰,又名香子兰、香草兰、香果兰,是兰科
香荚兰属多年生大型肉质藤本香料植物,广泛分布
于热带和亚热带地区,是世界上使用最广、最受广
大消费者青睐的食用香料,素有“食用香料之王”的
美誉。 香荚兰豆及其制品在食品、化妆品等加香领
域的应用具有非常重要的作用 [1,2],但主香成分香
兰素、香草酸、丁香酚、愈创木酚等在香荚兰豆荚
中的含量较低,仅占香荚兰豆干重的2%~3%[3],再
加上由于香荚兰生长发育的特殊性和豆荚采摘后
生香处理的复杂性,因而难以获得天然的香兰素。
长期以来,主要采用化学方法合成生产香兰素,但
由于人们普遍存在天然的香兰素比化学合成的更
安全、更健康的消费心理,使天然香兰素极为昂贵
而未能被广泛应用。 因此,开辟新的天然香兰素合
成途径已成为国内外广大科技工作者研究的重要
领域[4~11],但有关利用香荚兰植物内生菌资源制备
香兰素生物合成方法的研究却较少。 为此,本研究
通过对香荚兰的气生根、茎干、叶片等植株器官的
内生微生物进行初步分离研究,以期能分离筛选获
得可合成具有天然香兰素香韵的目标菌株,为寻求
香荚兰内生微生物的分离
陈雪华,吕岱竹
(中国热带农业科学院分析测试中心,海口 571101)
摘要:为寻求利用香荚兰植株组织中的内生菌资源制备天然香兰素生物合成的新方法,以不同时期采集的香荚
兰气生根、茎干、叶片等为材料,进行内生微生物初步分离。结果表明,不同季节取样的植株组织分离获得菌株数量有
所不同,在3个时期采样的香荚兰植株组织中共分离获得52株菌株,其中2009年6、11月分别获得23、20株菌株,2010年
1月获得9株菌株;香荚兰植株不同组织中内生微生物分布存在明显差异;在获得的52株菌株中,细菌33株,真菌19株,
而以叶片的菌株(30株)最高,其次为气生根(16株)和茎干(6株)。根据分离获得的菌落大小、颜色、透明度、干湿程度
等表面形态特征,并结合光学显微镜的观察,这些菌株分属于7个类群,即4个细菌类和3个真菌类。该研究初步探明了
香荚兰植株组织中内生微生物的分布状况,为今后更进一步的分离筛选工作奠定坚实的基础。
关键词:香荚兰;内生微生物;分离
中图分类号:S573+.9 文献标识码:A 文章编号:1002-8161(2010)12-1266-03
Isolation of endogenous microbes from vanilla
CHEN Xue-hua,Lü Dai-zhu
(Analysis and Testing Center, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Haikou 571101, China)
Abstract:The present experiment was conducted to isolate and identify the endogenous microbes in vanilla plant.
The aerial root, stem and leaf of vanilla plant sampled at different stages, and used to isolate the endogenous microbes pre-
liminarily. The results showed that the microbe quantities and species separated from different plant organs varied in differ-
ent stage samples. Total 52 strains were isolated from aerial root, stem and leaf, of which, 23 and 20 strains isolated from
plant organs sampled on Jun. and Nov., 2009, respectively, and 9 strains were isolated from plant organs sampled on Jan.,
2010. Out of 52 strains, 33 belonged to bacteria and 19 to fungus. The strans isolated from leaf were the highest (30) in
number, followed by aerial root (16) and stem (6). The isolated strains were classified into 7 monoids including 4 bacterial
species and 3 fungul species according to the size, color, transparency and humidity parameters of isolated colony surface
and also the microscopic observation. The present study indicated the distribution of endogenous microbes in vanilla plant,
and provides basis for the further isolation and screening researches.
Key words: vanilla; endogenous microbe; isolation
广西农业科学 2010,41(12):
Guangxi Agricultural Sciences
1266-1268
陈雪华等:香荚兰内生微生物的分离
新的天然香兰素合成方法奠定基础。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
香荚兰新鲜植株样品分别于2009年6月24日、
11月25日及2010年1月29日采自中国热带农业科学
院香料饮料研究所内的香荚兰种植地。 选取植株
生长健康、外观无任何病斑的枝条若干,剪下带回
实验室,按常规无菌操作方法进行消毒处理。
普通培养基:蛋白胨10 g,牛肉膏3 g,氯化钠5 g,
琼脂15~20 g,蒸馏水定容至1000 mL,调节pH值为
7.4~7.6。 PDA培养基:马铃薯200 g,葡萄糖10 g,琼
脂20 g,蒸馏水1000 mL,pH值自然,将上述培养基
于1×105 Pa高压蒸汽灭菌30 min, 冷却至45℃后分
别倒平板待用。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 材料消毒 随机剪取枝条上不同部位的
气生根、茎干、叶片等,按下列步骤进行表面消毒:
自来水冲冼→将冼净的气生根、茎干剪成长2.0 cm
小段、叶片剪成2.0 cm×2.0 cm方块→75%乙醇漂洗
5 min→无菌水冲洗3次→0.1%氯化汞漂洗1 min→
无菌水冲洗5次→无菌条件下用无菌刀片将气生
根、茎干分别切去两端,取中央约0.5 cm的小段,叶
片切去四周边沿,取中间约0.5 cm×0.5 cm的小方块
作定植培养用。 为检验材料表面消毒效果,吸取最
后一次冲冼液0.1 mL涂布在上述2种培养基平板,
经培养后无微生物长出,表明材料表面消毒彻底。
1. 2. 2 分离培养 将处理的样品分别置于普通
培养基平板上,每个平皿接种5~8小块,(28±1)℃培
养, 待样品边缘有菌落长出时转入PDA培养基培
养,反复纯化得到纯培养菌落。
1. 3 内生微生物的初步鉴定
1. 3. 1 将不同采样时间和不同部位的植株器官
分离获得的菌落置于放大镜下观察,根据菌落的大
小、颜色、透明度、干湿程度等表面形态特征,并结
合光学显微镜观察,对分离的菌落进行分析归类。
1. 3. 2 选取从叶片中分离获得的1株米黄色菌
落,经普通培养基培养24 h后,挑取单个纯菌落的
少许菌体放入盛有3 mL 0.45%氯化钠溶液的小试
管中,用无菌玻璃棉签搅拌均匀,在比浊仪上进行
浊度测定, 使小试管中的菌液浊度在0.50~0.63麦
氏标准之间,然后把革兰氏阴性(GN)菌鉴定卡插
入小试管中,随即用VITEK2 COMPACT全自动微生
物鉴定仪进行读卡鉴定。
2 结果与分析
鉴定分析结果表明,在香荚兰植株的不同器官
组织中,均有内生微生物存在,香荚兰内生微生物
具有多样性,其数量和种类随采样时间和植株部位
的不同而有所不同(表1)。 在不同时间采样的香荚
兰植株组织中共分离获得52株菌株, 包括细菌33
株、真菌19株;叶片中共分离获得30株菌株,其中细
菌19株、真菌11株;茎中分离获得6株,其中细菌4
株、真菌2株;气生根获得16株,其中细菌10株、真菌
6株。 在2009年6月采集的样品中分离获得23株菌
株,其中叶片14株、茎3株、气生根6株。 在2009年11
月采集的样品中分离获得20株菌, 其中叶片11株、
茎2株,气生根7株。在2010年1月采集的样品中分离
获得9株,其中叶片5株、茎1株、气生根3株。可见,在
香荚兰植株不同部位内生微生物的分布存在明显
差异,菌落数量由高到低的顺序依次为:叶片、气生
根、茎干,并以细菌数量最多。
根据分离获得的菌落大小、颜色、透明度、干湿
程度等表面形态特征,并结合光学显微镜的观察,
分离获得的菌株分属于7个类群, 即4个细菌类和3
个真菌类(表2)。 经初步染色和观察,其中的4个细
菌类菌株均为革兰氏阴性杆菌,可作为目标菌株
进一步筛选。 用VITEK2 COMPACT 全自动微生物
鉴定仪对从叶片中分离出的1株米黄色菌落进行
鉴定,结果表明,该菌落为阴沟肠杆菌(Enterobac-
ter cloacae),这可能是香荚兰植株体内的一种致病
菌,此病原物与香荚兰植株的何种病害有关,以及
可能导致何种病害有待进一步研究。
表 1 不同采样时间香荚兰植株不同组织分离获得的内生微
生物数量
Table 1 Quantities of endogenous microbes isolated from different
vanilla organs as sampled at different stages
细菌(株)
Bacterium
真菌(株)
Fungus
总数(株)
Total
2010年 1月
Jan., 2010
叶 Leaf 3 2 5
茎 Stem 0 1 1
2 1 3
5 4 9
2009年6月
Jun., 2009
叶 Leaf 9 5 14
茎 Stem 2 1 3
4 2 6
15 8 23
2009年11月
Nov., 2009
叶 Leaf 7 4 11
茎 Stem 2 0 2
4 3 7
13 7 20
气生根 Aerial root
总数 Total
气生根 Aerial root
总数 Total
气生根 Aerial root
总数 Total
时间
Time
部位
Organ
1267· ·
广 西 农 业 科 学
表 2 香荚兰不同植株器官内生微生物的类群分布
Table 2 Species distribution of endogenous microbes in differ-
ent organs of vanilla
类群 Species
叶
(株)
Leaf
气生根(株)
Aerial
root
茎
(株)
Stem
合计
(株)
Total
毛霉菌 Mucor 2 2 0 4
黑曲霉菌 Aspergillus 4 2 1 7
酵母菌 Saccharomycetes 5 2 1 8
未知细菌 1(菌落为赤红色)
Unknown bacterial 1 (Ruddy colony) 6 3 1 10
未知细菌 2(菌落为金黄色)
Unknown bacterial 2
(Golden yellow colony)
7 4 2 13
未知细菌 3(菌落为湿润的米黄色)
Unknown bacterial 3
(Moist beige colony)
4 2 1 7
未知细菌 4(菌落为干燥的米白色)
Unknown bacterial 4
(Dry creamy-white colony)
2 1 0 3
3 结论与讨论
本研究通过对不同时间内取样的香荚兰气生
根、茎干、叶片等植株器官的内生微生物进行初步
分离鉴定,结果表明:在不同时间采样的香荚兰植
株组织中共分离获得52株菌株,其中细菌33株,真
菌19株;叶片中共分离获得30株菌株,茎中分离获
得6株,气生根获得16株。在2009年6、11月采集的样
品中分别获得23、20株菌株,2010年1月获得9株菌
株。 根据各部位分离获得的菌落大小、颜色、透明
度、干湿程度等表面形态特征,并结合光学显微镜
观察,这些菌株分属于7个类群,即4个细菌类和3
个真菌类。 经初步染色和观察,其中的4个细菌类
菌株均为革兰氏阴性杆菌, 可作为目标菌株进一
步筛选,为今后进行深入研究奠定基础。
本研究结果显示,内生微生物在香荚兰植株体
内的分布具有部位差异和季节差异的特性,分离获
得的细菌以革兰氏阴性杆菌为主,主要分布于叶片
和气生根中,尤其以叶片中的数量最多,这可能与
叶片拥有发达的气孔和旺盛的蒸腾作用以及超大
的表面积而易受外界环境影响有关。在2009年6、11
月采集的样品中分别获得23、20株菌株, 而在2010
年1月仅获得9株菌株,以夏季较高,秋季稍低,春季
更低,说明不同季节的香荚兰植株体内的菌株数量
有所不同,可能与植株的生长状态有关,具体原因
有待进一步研究。 已有研究表明,植物体内生微生
物的多样性及内生微生物的种类和数量常与植物
生长年限及所处的环境条件有关 [12,13]。从叶片中分
离获得的米黄色菌落, 被鉴定是一株阴沟肠杆菌,
说明香荚兰植株内生微生物也具有多样性。
本研究仅对分离获得的香荚兰植株内生微生
物的基本类群进行初步探讨,这些分离获得的内生
微生物种类可能只是香荚兰植株体内生长的内生
微生物中的一部分, 或许部分内生微生物未被分
离出来,这可能与采样的时间、地点及分离所用培
养基的配方和培养条件有关。 因此,今后将重点对
香荚兰采样时间、适宜的培养基和培养条件进行深
入研究,以期获得目标菌株,这对于充分利用香荚
兰植株组织内生微生物资源研究天然香兰素生物
合成途径具有重要意义。
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(责任编辑 韦莉萍)
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