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Effects of fungal endophytes on cell suspension culture of Cinnamomum longepaniculatum

内生真菌对油樟悬浮细胞培养的影响



全 文 :  Guihaia  Aug. 2016ꎬ 36(8):923-929
http: / / journal.gxzw.gxib.cn
http: / / www.guihaia-journal.com
DOI: 10.11931 / guihaia.gxzw201501023
魏琴ꎬ 谭韵雅ꎬ 李群ꎬ 等. 内生真菌对油樟悬浮细胞培养的影响[J]. 广西植物ꎬ 2016ꎬ 36(8):923-929
WEI Qꎬ TAN YYꎬ LI Qꎬ et al. Effects of fungal endophytes on cell suspension culture of Cinnamomum longepaniculatum[J]. Guihaiaꎬ 2016ꎬ 36(8):923-929
内生真菌对油樟悬浮细胞培养的影响
魏  琴1ꎬ 谭韵雅2ꎬ 李  群2∗ꎬ 游  玲1ꎬ 汪  超2ꎬ 王  玉1ꎬ 廖  淋1
( 1. 宜宾学院 香料植物资源开发与利用四川省高校重点实验室ꎬ 四川 宜宾 644000ꎻ
2. 四川师范大学 生命科学学院ꎬ 成都 610101 )
摘  要: 该文研究了内生真菌 YG42、YG71、YY11和 YY26发酵液ꎬ对油樟悬浮细胞的生长量及挥发性代谢产
物积累量的影响ꎮ 结果表明:4种内生真菌对油樟悬浮细胞的生长均有抑制作用ꎬ抑制强度随发酵液添加量
的增加而加强ꎮ 4种内生真菌对油樟悬浮细胞挥发性代谢产物积累总量及 1ꎬ8 ̄桉叶油素、γ ̄叶松油烯和 α ̄油
松油醇 3种油樟油组分物质积累量的影响多表现为低浓度促进高浓度抑制的趋势ꎮ 其中ꎬ1%添加量的 YG42
和 YY26及 0.25%添加量的 YY11对悬浮细胞总挥发性代谢产物积累的促进作用相当且最强ꎬ其积累量分别
是空白组的 2.00、1.95、2.01倍ꎻ0.25%添加量的 YG71对 1ꎬ8 ̄桉叶油素积累的促进作用最强ꎬ其积累量为空白
组的 11.03倍ꎻ0.25%添加量的 YG71和 YY26对 α ̄松油醇积累的促进作用相当且最强ꎬ其积累量分别为空白
组的 1.72和 1.81倍ꎻ对于 γ ̄松油烯的积累ꎬ在空白组中未检测到其峰值ꎬ4 种真菌诱导子对 γ ̄松油烯的产生
有诱导作用ꎬ诱导的最大峰面积为 0.19ꎬ诱导菌是 0.25%添加量的 YG71ꎮ 该研究结果为充实内生菌影响香料
植物挥发性代谢产物合成理论奠定了基础ꎬ也为生产上内生真菌提高油樟油中有用物质组分含量措施的采用
提供了依据ꎮ
关键词: 内生真菌ꎬ 挥发性代谢产物ꎬ 悬浮培养ꎬ 1ꎬ8 ̄桉叶油素ꎬ γ ̄松油烯ꎬ α ̄松油醇
中图分类号: Q943.1    文献标识码: A    文章编号: 1000 ̄3142(2016)08 ̄0923 ̄07
Effects of fungal endophytes on cell suspension
culture of Cinnamomum longepaniculatum
WEI Qin1ꎬ TAN Yun ̄Ya2ꎬ LI Qun2∗ꎬ YOU Ling1ꎬ WANG Chao2ꎬ WANG Yu1ꎬ LIAO Lin1
( 1. Key Lab of Aromatic Plant Resources Exploitation and Utilization in Sichuan Higher Educationꎬ Yibin Universityꎬ
Yibin 644000ꎬ Chinaꎻ 2. College of Life Sciencesꎬ Sichuan Normal Universityꎬ Chengdu 610101ꎬ China )
Abstract: We studied the effects of fungal endophytes YG42ꎬ YG72ꎬ YY11 and YY26 on cell growth and volatile of
secondary metabolites accumulation in suspension cultures of Cinnamomum longepaniculatum. The results showed that
four kinds of fungal endophytes had obvious inhibitory effects on C. longepaniculatum cell growthꎬ and the denser the fer ̄
mentation fluid wasꎬ the stronger inhibitory effects they had. The trend of the effects that the four kinds of endophytic
fungi had on the total volatile of secondary metabolites accumulation and C. longepaniculatum oil component 1ꎬ8 ̄cineole
γ ̄terpinene and α  ̄terpineol accumulation in suspension cultures of C. longepaniculatum was promoted at a low concen ̄
tration and inhibition at a high concentration. The promotion effects of 1% YG42ꎬ YY26 and 0.25% YY11 on the total
收稿日期: 2015 ̄01 ̄19    修回日期: 2015 ̄03 ̄03
基金项目: 四川省教育厅项目(08ZA002)ꎻ四川省科技计划项目(2010JY0093)ꎻ宜宾市科技局项目(2011ZSF008)ꎻ四川省高校重点实验室项目
(2012KFZ001)[Supported by Sichuan Program of Education Office(08ZA002)ꎻ Sichuan Planning Program of Science and Technology(2010JY0093)ꎻ
Yibin City Program of Science and Technology Bureau(2011ZSF008)ꎻ Key Laboratory of Sichuan Colleges and Universities(2012KFZ001)]ꎮ
作者简介: 魏琴(1967 ̄)ꎬ女ꎬ四川屏山人ꎬ博士ꎬ教授ꎬ主要从事资源植物学研究ꎬ(E ̄mail)weiqin2001-67@ 163.comꎮ
∗通讯作者: 李群ꎬ 博士ꎬ副教授ꎬ主要从事植物组织培养研究ꎬ(E ̄mail)liqun01234@ 163.comꎮ
volatile of secondary metabolites accumulation were equivalentꎬ and they had the strongest promoting effects on the total
volatile of secondary metabolites accumulationꎬ which were 2.00ꎬ 1.95 and 2.01 times of the control respectively. The
0.25% YG71 had the strongest promoting effects on the 1ꎬ8 ̄cineole accumulationꎬ which was 11. 03 times of the
control. The 0.25% YG71 and YY26 had the strongest promoting effects on the a ̄terpineol accumulationꎬ which were
1.72 and 1.81 times of the control respectively. γ ̄terpinene was not detected in the control. Four kinds of endophytic fun ̄
gi could induce γ ̄terpinene productionꎬ the biggest peak areas were 0. 19ꎬ and the endophytic fungi was 0. 25%
YG71. This research will enrich the theory that fungal endophytes affect the volatile of secondary metabolites in aromatic
plantꎬ and provide experimental evidence for the use of endophytic fungi to increase the amount of useful component in
C. longepaniculatum oil accumulation in production.
Key words: fungal endophytesꎬ volatile of secondary metabolitesꎬ suspension cultureꎬ 1ꎬ8 ̄cineoleꎬ γ ̄terpineneꎬ
α ̄terpineol
    植物内生菌群落和宿主在长期协同进化过程
中ꎬ内生真菌能产生某些物质以快速、专一、选择性
地诱导植物代谢过程中某些基因的表达ꎬ进而调节
植物中代谢物质的积累(谭燕等ꎬ2013)ꎮ 由于内生
真菌与宿主植物之间存在基因水平转移ꎬ使内生菌
与宿主植物有相似的代谢途径ꎬ从而可能形成相同
或相似的代谢产物或者宿主植物代谢产物的前体物
质ꎬ导致内生菌对宿主细胞代谢产物产量有较大影
响(朱国胜等ꎬ2005ꎻPeters et alꎬ 1998ꎻ Vijay et alꎬ
2014ꎻ Yang et alꎬ 2014)ꎮ 某些真菌具有萜类生物
转化能力(Molina et alꎬ 2013ꎻ Michael et alꎬ 2009)ꎮ
因此ꎬ以单萜、倍半萜、二萜等多种萜类物质为主要
成分的香料植物的芳香油的形成可能与内生真菌有
相关性ꎮ
油樟 ( Cinnamomum longepaniculatum) 为樟科
(Lauraceae)樟属(Cinnamomum)常绿乔木ꎬ是重要
的经济作物ꎬ其根、茎、叶、种子均可提取芳香油ꎮ 油
樟叶中提取的芳香油主要成分是萜类物质ꎬ占芳香
油在 85%以上(胡文杰等ꎬ2012)ꎮ 其中ꎬ已报道有
重要经济价值的成分有 1ꎬ8 ̄桉叶油素ꎬγ ̄松油烯ꎬα ̄
松油醇等(Li et alꎬ 2014)ꎮ 游玲等(2009)研究表
明ꎬ油樟内生真菌代谢产物中存在大量油樟油组分
中的单萜组分、其类似物或前体物质ꎬ并推测油樟内
生真菌参与了油樟油的形成过程ꎮ 关于油樟油中有
重要经济价值的 1ꎬ8 ̄桉叶油素ꎬγ ̄松油烯ꎬα ̄松油醇
等的形成是否与内生真菌有密切关系尚未见有研究
报道ꎮ 基于此ꎬ本研究以悬浮培养系为对象ꎬ以分离
到的内生真菌为诱导子ꎬ通过研究内生真菌对悬浮
细胞挥发性物质积累及相关萜类物质积累的影响情
况ꎬ以期探讨内生真菌与 1ꎬ8 ̄桉叶油素ꎬγ ̄松油烯ꎬ
α ̄松油醇等萜类物质积累的相关性ꎮ 这对充实内生
菌影响香料植物萜类物质等挥发性代谢产物合成理
论有积极意义ꎬ也对生产上内生真菌提高油樟油中
有用物质组分含量措施的采用提供依据ꎮ
1  材料与方法
1.1 材料与仪器
内生真菌 YG42(从油樟根中分离的真菌ꎬ编号
为 42ꎬ初步鉴定为初步鉴定为稀丝头孢霉属 Hap ̄
lotrichum)、YG71(从油樟根中分离的真菌ꎬ编号为
71ꎬ肿节暗孢霉属 Oedemium)、YY11(从油樟叶中分
离的真菌ꎬ编号为 11ꎬ有待鉴定)和 YY26(从油樟叶
中分离的真菌ꎬ编号为 26ꎬ初步鉴定为拟内孢霉属
Endomycopsis)由宜宾学院香料植物资源开发与利用
四川省高校重点实验室提供ꎻ1ꎬ8 ̄桉叶油素 (0. 5
mL􀅰支 ̄1ꎬHPLC≥99%)、α ̄松油醇 (0. 1 g􀅰支 ̄1ꎬ
98%)和 γ ̄松油烯(1 g􀅰支 ̄1ꎬGC 95%)三种标品在
北京世纪奥科生物技术有限公司购回ꎮ
采用气相色谱仪[Agilent7890A、火焰离子化检
测器(FID)]ꎮ
1.2 方法
1.2.1 油樟悬浮细胞系建立  参照魏琴等(2008)的
配方进行愈伤组织培养ꎮ 培养基配方是 B5 + NAA
0.5 mg􀅰L ̄1 + 6 ̄BA 2. 0 mg􀅰L ̄1 + 蔗糖 3% +琼脂
0.7%ꎬpH 5.8ꎮ 将愈伤组织(约 2 g 鲜重)接种到 40
mL液体培养基中悬浮培养ꎬ培养温度 25 ℃ꎬ摇床转
速 110 r􀅰min ̄1ꎮ 每 20 d继代 1 次ꎬ连续继代 3 次ꎬ
直至愈伤组织较为疏松后用于建立悬浮培养体系ꎮ
1.2. 2 内生真菌发酵液制备   将内生真菌 YG42、
YG71、YY11 和 YY26 接种于 PDA 培养基上ꎬ28 ℃
恒温培养 4 dꎬ 无菌水洗脱孢子ꎬ 制成浓度为 107个
429 广  西  植  物                                  36卷
图 1  混合标样 GC图  a. 1ꎬ8 ̄桉叶油素ꎬ出峰时间为 2.840 minꎻ b. γ ̄松油烯ꎬ出峰时间为 3.167 minꎻ c. α ̄松油醇ꎬ出峰时间为 5.325 minꎮ
Fig. 1  Chromatograms for mix standard  The retention time of 1ꎬ8 ̄cineole (a)ꎬγ ̄Terpinene (b) and
α ̄Terpineol (c) is 2.840ꎬ 3.167 and 5.325 minꎬ respectively.
孢子􀅰mL ̄1的孢子悬液ꎬ接种 1 mL于含 40 mL液体
培养基(麦芽浸膏 20 gꎬ葡萄糖 20 gꎬ蛋白胨 1 gꎬpH
5)的三角瓶中ꎬ摇床转速为 150 r􀅰min ̄1ꎬ28 ℃培养
8 dꎮ 超声波破碎ꎬ备用ꎮ
1.2.3 1ꎬ8 ̄桉叶油素、γ ̄松油烯和 α ̄松油醇 3 种物质
混和标样的制备与检测  称取 0.5 g 1ꎬ8 ̄桉叶油素、
γ ̄松油烯和 α ̄松油醇标品ꎬ分别置于 50 mL 容量瓶
中用乙醇定容ꎬ制成 10 g􀅰L ̄1的标准溶液ꎮ 取配好
的 10 g􀅰L ̄1的 3种标准溶液ꎬ用超纯水稀释配制成
浓度为 0.001 g􀅰L ̄1的混和标样ꎮ 取 10 mL 培养物
顶空进样ꎬ气相色谱检测ꎮ
1.2.4 内生真菌对悬浮细胞生长和挥发性物质积累
的影响  试验分三轮进行ꎮ 第一轮:在液体培养基
中分别添加浓度为 1%(100 mL 悬浮细胞培养基中
添加 1 mL内生真菌发酵液ꎬ以下同)、4%、7%、10%
的 4种内生真菌发酵液ꎬ以不加内生真菌发酵液的
悬浮培养系作为空白组ꎬ121 ℃高压灭菌 18 minꎮ
待冷却后ꎬ将愈伤组织(2 g 鲜重)接种到含不同浓
度发酵液的 40 mL液体培养基中悬浮培养ꎮ 每组重
复 3瓶ꎬ摇床转速 110 r􀅰min ̄1ꎬ25 ℃条件下培养 20
d后ꎬ进行生物量的测定ꎻ取 10 mL 培养物顶空进
样ꎬ气相色谱检测ꎮ 在此试验结果基础上ꎬ进行第二
轮试验:在液体培养基中分别添加浓度为 0. 1%、
0.25%、0.5%、0.75%、1%的 4 种内生真菌发酵液ꎬ以
不加内生真菌发酵液的悬浮培养系作为空白组ꎬ接
种、灭菌、培养、检测等方法同上ꎮ 根据试验结果ꎬ进
行第三轮试验:选择上两轮试验中的关键性浓度
0.1%、0.25%、1%、4%、10%的 4 种内生真菌添加量
重复以上试验以验证试验结果ꎮ 方法同上ꎮ
1.2.4.1 生物量的测定  将悬浮细胞培养物抽滤ꎬ取
细胞ꎬ置于烘箱中 45 ℃干燥至恒重ꎬ称其质量为细
胞干重ꎮ 每组重复 3次ꎮ
1.2.4.2 气相色谱检测条件  HP ̄5(30 m × 320 μm
× 0.25 μm)毛细管柱ꎬ平衡温度 95 ℃ꎬ平衡时间 20
minꎮ 载气为氮气ꎬ氢气流速 30 mL􀅰min ̄1ꎬ空气流
速 400 mL􀅰min ̄1ꎬ氮气尾吹气 25 mL􀅰min ̄1ꎬ顶空
进样ꎬ分流比 3.0ꎮ 柱箱程序: 先 90 ℃保持 4 minꎬ
再 20 ℃􀅰min ̄1到 130 ℃保持 5 minꎬ然后 20 ℃􀅰
min ̄1到 190 ℃保持 1 minꎬ最后 20 ℃􀅰min ̄1到 240
℃保持1 minꎮ 每组重复 3次ꎮ
1.2.5 数据处理  以峰面积表示各物质的产量ꎬ其中
总挥发性次生代谢产物以总峰面积表示ꎮ 所有数据
均用 SPSS 17.0软件进行统计学处理ꎮ 数据以平均
值 ± 标准误即(x ± s)表示ꎮ
2  结果与分析
2.1 混合标样 GC分析
由混合标品的气相色谱检测结果(图 1)可知ꎬ
1ꎬ8 ̄桉叶油素、r ̄松油烯和 a ̄松油醇的出峰时间分
别为 2.840、3.167和 5.325 minꎮ 图 1 中相同的出峰
时间被认为是标品相同的物质ꎮ
2.2 4种内生真菌对悬浮细胞生长的影响
4种内生真菌对悬浮细胞的生长的影响见表 1ꎮ
5298期                  魏琴等: 内生真菌对油樟悬浮细胞培养的影响
表 1  内生真菌处理后悬浮细胞的生物量
Table 1  Suspension cell biomass after processed by fungal endophytes (g􀅰L ̄1)
浓度
Concentration
0 (空白)
0 (Control) 0.1% 0.25% 1% 4% 10%
YG42 12.15 ± 1.10a 12.09 ± 0.92a 10.88 ± 0.32b 10.30 ± 0.30b 7.28 ± 0.15c 6.15 ± 0.07d
YG71 12.15 ± 1.10a 11.99 ± 1.22a 10.91 ± 0.28b 10.62 ± 0.17b 7.55 ± 0.19c 5.76 ± 0.15d
YY11 12.15 ± 1.10a 12.11 ± 0.99a 10.76 ± 0.12b 10.66 ± 0.16b 5.80 ± 0.15d 3.71 ± 0.11f
YY26 12.15 ± 1.10a 12.04 ± 1.02a 10.82 ± 0.15b 10.45 ± 0.44b 6.04 ± 0.15d 5.26 ± 0.08e
  注: 数据均为“平均值 ± 标准误”ꎬ标准误后面所带字母表示其对比因素下的差异性ꎬ字母相同表示无差异ꎬ字母不同表示具有显著差异ꎬ字母顺序按所对比数
据从大到小排列ꎻ 数据用 SPSS 17.0处理分析ꎬ数据显著性检测在 P≤0.05下多范围 Duncan检测下获得ꎮ 下同ꎮ
  Note: Data represent mean ± SE”ꎬ and the letters mean significant differences. Same letters mean no significant differenceꎬ and different letters mean contrary results. Data
are tested (P≤0.05) according to Duncan’s multiple range test (DMRT) with SPSS 17.0. The same below.
方差分析表明ꎬ除浓度为 0.1%的试验组外ꎬ其余所
有试验组中的细胞干重与对照组相比都有显著性差
异ꎮ 4种内生真菌对悬浮细胞的生长均有一定的抑
制作用ꎬ且抑制作用强度随着真菌发酵液浓度的增
加而增强ꎮ 经 Duncan 检测得知ꎬ在试验范围内ꎬ
10%添加量的 YY11 真菌诱导子对悬浮细胞生长的
抑制作用最强ꎮ
2.3 4种内生真菌对悬浮细胞总挥发性代谢产物积
累量的影响
4种内生真菌对悬浮细胞总挥发性代谢产物积
累量的影响见表 2ꎮ 表 2 显示ꎬ经 4 种内生真菌诱
导后悬浮细胞总挥发性代谢产物积累的量与空白相
比ꎬ有显著性差异ꎮ 总体趋势是低浓度促进高浓度
抑制ꎬ但不同内生真菌起促进作用的浓度是不一样
的ꎮ 对于 YG42和 YY26在真菌浓度为 1%时ꎬ其总
峰面积最大ꎬ分别是空白的 2.00和 1.95倍ꎻYY11在
真菌浓度为 0. 25%时其总峰面积最大ꎬ为空白的
2.01倍ꎻYG71 在所设实验浓度范围内未出现促进
作用ꎬ而是呈接近空白(低浓度时)或抑制作用(高
浓度时)ꎬ抑制强度随着浓度的增加而增强ꎮ 经
Duncan检测得知ꎬ 1%添加量的 YG42 和 YY26 及
0.25%添加量的 YY11 对总峰面积的影响无显著性
差异ꎬ其对悬浮细胞总挥发性代谢产物积累量的促
进作用相当且最强ꎮ
2.4 4种内生真菌对 3 种萜类物质及其它物质积累
的影响
4种内生真菌对悬浮细胞 3 种萜类物质及其它
物质积累的影响见表 3及图 2ꎮ 经 4 种内生真菌诱
导后 3种萜类物质积累的量与空白组相比ꎬ大部分
有显著性差异ꎮ 总体影响与总挥发性物质积累量相
似ꎬ 同一内生真菌对 3种物质表现为在低浓度条件
下呈促进作用或与空白接近ꎬ在高浓度条件下呈抑
制作用ꎮ 不同内生真菌在同一浓度下ꎬ对 3 种萜类
的作用效果不同ꎻ同一浓度下ꎬ不同内生真菌对不同
萜类物质诱导效果有差异ꎻ对每一种萜类的诱导ꎬ要
求的最佳内生真菌的浓度是不一样的ꎮ
对于 1ꎬ8 ̄桉叶油素的积累ꎬYG42 和 YG26 对其
均呈抑制作用ꎬYG71和 YY11对其均表现为低浓度
促进高浓度抑制的现象ꎬ且均是在浓度为 0.25%促
进作用最强ꎬ此时 1ꎬ8 ̄桉叶油素的产量分别为空白
组的 11.03和 1.59倍ꎮ 经 Duncan检测得知ꎬ其中促
进作用最强的是浓度为 0.25%的 YG71(图 2ꎬ表 3)ꎮ
对于 γ ̄松油烯的积累ꎬ在空白对照组中未检测
到其峰值ꎮ 在 0.25%添加量的 4种真菌诱导子作用
下ꎬ检测到 γ ̄松油烯有不同的峰值ꎬ其中峰面积最
大的是 0.19ꎬ其诱导菌是 0.25%添加量的 YG71ꎮ 说
明 4种真菌诱导子对 γ ̄松油烯的产生有诱导作用
(表 3)ꎮ
对于 α ̄松油醇的积累ꎬ 4种真菌诱导子对松油
醇积累均表现为低浓度促进高浓度抑制的现象ꎬ且
均是在浓度为 0.25%时其促进作用最强ꎬ此时 α ̄松
油醇的产量分别为空白组的 1.57、1.72、1.43 和 1.81
倍ꎮ 经 Duncan检测得知ꎬ浓度为 0.25%的 YG71 和
YY26对悬浮细胞 α ̄松油醇的积累影响无显著性差
异ꎬ其促进作用相当且最强(表 3)ꎮ
从图 2可见ꎬ0.25%YG71 试验组色谱图中ꎬ在
2~3 min 及 8 ~ 14 min 范围内所出面积和峰数量与
对照组相比有明显的增加ꎬ出现了一些空白组中没
有的峰ꎬ证明诱导子除诱导增加了所测的 1ꎬ8 ̄桉
叶油素、α ̄松油醇和γ ̄松油烯产量外ꎬ还诱导了其他
629 广  西  植  物                                  36卷
表 2  内生真菌处理后悬浮细胞中总挥发性代谢产物积累量 (总峰面积 / pAs)
Table 2  Accumulation of total volatile substances in suspension cells after processed by fungal endophytes (Total peak area / pAs)
浓度
Concentration
0(空白)
0 (Control) 0.1% 0.25% 1% 4% 10%
YG42 658.02 ± 25.90b 650.45 ± 29.09b 661.74 ± 35.49b 1318.97 ± 89.53a 332.99 ± 11.77d  ̄567.48 ± 24.84h
YG71 658.02 ± 25.90b 662.57 ± 33.18b 673.68 ± 28.80b 662.38 ± 32.51b 52.56 ± 2.91e  ̄579.79 ± 19.88h
YY11 658.02 ± 25.90b 671.68 ± 30.56b 1321.40 ± 75.97a 532.88 ± 15.74c 322.92 ± 5.30d 67.59 ± 5.56e
YY26 658.02 ± 25.90b 657.02 ± 25.78b 653.01 ± 26.90b 1284.70 ± 65.07a 16.00 ± 1.66f  ̄530.87 ± 17.26g
  注: 总峰面积=样品总峰面积-空白总峰面积ꎮ 下表同ꎮ
  Note: Total peak area = Sample total peak area-control total peak area. The same below.
图 2  0.25%YG71处理悬浮细胞后挥发性物质积累的色谱图  A. 样品ꎻ B. 空白ꎮ
Fig. 2  Chromatograms for the accumulation of volatile substances in suspension
cells after processed by 0.25% YG71  A. Sampleꎻ B. Control.
代谢产物的增加与新的代谢产物的产生ꎮ
3  讨论与结论
本研究中ꎬ从油樟根和叶中分离得到的 4 种内
生真菌加入悬浮细胞后ꎬ细胞生物量普遍受到抑制ꎬ
而对总挥发性代谢产物及 3种萜类物质积累影响的
总体趋势是在低浓度下有促进作用ꎮ 这与细胞生长
分裂能力下降时ꎬ次生代谢物产量高ꎬ及细胞生长分
裂能力旺盛时ꎬ次生代谢物产量低的普遍规律(李
浚明和朱登云ꎬ2005)吻合ꎮ 虽然内生真菌对悬浮
细胞生长有一定的抑制作用ꎬ但可尝试通过改变添
加真菌发酵液的时间等因素来克服这一问题(游玲
等ꎬ2009)ꎬ有待进一步研究ꎮ 本研究中ꎬ4 种内生真
菌对油樟悬浮细胞生长的抑制作用随着浓度的增加
其抑制作用越强ꎮ 这表明真菌代谢物中可能含有某
些会影响细胞生长的有毒物质ꎬ或者是诱导过程中
细胞本身产生了一些对自身有毒的物质(Lan et alꎬ
2003)ꎮ 具体的作用机制还需进一步深入研究ꎮ
本研究中ꎬ4种内生真菌中ꎬ无论是来自油樟叶
7298期                  魏琴等: 内生真菌对油樟悬浮细胞培养的影响
表 3  内生真菌处理后悬浮细胞中 3种萜类化合物积累量 (峰面积 / pAs)
Table 3  Accumulation of three kinds of terpenoids in suspension cells after procesed by endophytic fungi (Peak areas / pAs)
油樟油组分物质
Cinnamomum longepaniculatum
oil component
浓度
Concentration
(%)
内生真菌号
Code of fungel endophytes
YG42 YG71 YY11 YY26
1ꎬ8 ̄桉叶油素积累量
1ꎬ8 ̄cineole accumulation
0 (空白)(Control) 0.76 ± 0.03e 0.76 ± 0.03e 0.76 ± 0.03e 0.76 ± 0.03e
0.10 0.72 ± 0.04e 2ꎬ.18 ± 0.09c 0.77 ± 0.03e 0ꎬ73 ± 0.04e
0.25 0.79 ± 0.03e 8.38 ± 0.22a 1.21 ± 0.06d 0.55 ± 0.02e
1 0.12 ± 0.01f 3.67 ± 0.12b -0.87 ± 0.05g -0.76 ± 0.05g
4 -4.14 ± 0.18i -4.61 ± 0.18j -2.32 ± 0.10h -3.68 ± 0.12i
10 -10.98 ± 0.36l -11.08 ± 0.45l -10.35 ± 0.29k -10.56 ± .042k
γ ̄松油烯积累量
γ ̄Terpinene accumulation
0 (空白)(Control) 0.00 ± 0.00a 0.00 ± 0.00a 0.00 ± 0.00a 0.00 ± 0.00a
0.10 0.00 ± 0.00a 0.00 ± 0.00a 0.00 ± 0.00a 0.00 ± 0.00a
0.25 0.09 ± 0.01a 0.19 ± 0.01a 0.11 ± 0.01a 0.11 ± 0.01a
1 -0.92 ± 0.02a -0.52 ± 0.02b 0.17 ± 0.01a -0.40 ± 0.02a
4 -4.52 ± 0.13e -1.59 ± 0.19c -0.04 ± 0.00a -2.28 ± 0.14d
10 -13.21 ± 0.64h -5.21 ± 0.15f -0.17 ± 0.01a -6.51 ± 0.28g
α松油醇积累量
α ̄Terpineol accumulation
0 (空白)(Control) 0.68 ± 0.01f 0.68 ± 0.01f 0.68 ± 0.01f 0.68 ± 0.01f
0.10 0.70 ± 0.02f 0.67 ± 0.03f 0.71 ± 0.03f 0.69 ± 0.04f
0.25 1.07 ± 0.12c 1.17 ± 0.05a 0.97 ± 0.04d 1.23 ± 0.04a
1 0.87 ± .001e 1.12 ± 0.03b 0.73 ± 0.03f 0.56 ± 0.06g
4 0.65 ± 0.02f 0.40 ± 0.02h 0.38 ± 0.01h 0.01 ± 0.00i
10 -0.25 ± 0.02j -0.83 ± 0.02m -0.61 ± 0.04l -0.43 ± 0.02k
的内生真菌 YY11和 YY26 还是来自油樟根的内生
真菌 YG71和 YG42都在不同程度上促进了挥发性
代谢产物的积累ꎮ 诱导作用最强的真生真菌 YG71
是来自于根的ꎬ而诱导的对象 1ꎬ8 ̄桉叶油素主要存
在于叶(55.58%)中ꎮ 说明内生真菌影响宿主细胞
挥发性代谢产物ꎬ特别是萜类物质的积累ꎬ无器官特
异性或无明显的器官关联性ꎮ 这可能与内生真菌在
宿主体内的定殖与扩散有关ꎮ
本研究中ꎬ内生真菌对 3 种挥发性萜类积累的
促进作用最大的产物是油樟油主成分 1ꎬ8 ̄桉叶油
素ꎬ高于空白 10 倍ꎮ 这在一定程度上解释了游玲
(2009)等推测的宜宾产油樟油 1ꎬ8 ̄桉叶油素的含
量高于江西等地产的原因是与宜宾独特的生态环境
导致的特殊内生菌微环境有关系ꎬ但 YG71 是否是
宜宾油樟特有的内生真菌还有待于进一步研究ꎮ
Expósito et al(2009)研究表明外源紫杉醇诱导
子对紫杉醇相关基因的表达存在调控作用ꎮ 本研究
所用内生真菌中可能含有与所测物质相同或类似物
的外源物质(游玲等ꎬ2009)ꎬ这些物质在对油樟细
胞的诱导过程中起到一定的作用ꎬ但是怎样影响相
关基因的表达ꎬ还有待进一步针对内生菌作用下这
些代谢产物的 mRNA 水平和蛋白质水平分子响应
情况及基因组和蛋白质组解释研究ꎮ
本研究因为受标品限制ꎬ仅检测了目前开发利
用价值较高的、有标品的 3 种萜类物质ꎮ 内生真菌
YG71还可以诱导其它代谢产物的增加或新的代谢
产物的产生ꎮ 这些物质有待于进一步的鉴定ꎮ 这说
明内生真菌对宿主细胞代谢影响是通过多代谢途径
实现的ꎬ并影响多种物质的生物合成ꎮ
由于本研究中所加发酵液含有与所测产物相同
或相似的挥发性物质ꎬ在表示产物的积累时减去了
诱导子原本含有的部分ꎬ因此部分产物积累量为负
829 广  西  植  物                                  36卷
值ꎮ 负值意味着悬浮细胞挥发性物质积累量少于添
加的真菌发酵液中所含挥发性物质ꎮ 负值主要是在
高浓度(10%)真菌发酵液条件下出现的ꎮ 这说明
高浓度的内生真菌发酵液抑制了悬浮细胞挥发性物
质的产生ꎮ 这可能与内生菌和宿主细胞之间有共代
谢途径ꎬ内生真菌参与了油樟油的形成过程并有共
同代谢产物有关(游玲等ꎬ2009)ꎮ 这样的结果可能
导致悬浮体系中添加的多量诱导子促进了悬浮细胞
生成物增加ꎬ使悬浮细胞代谢反应向减少生成物质
方向进行ꎬ也许生成了其它不挥发性或者挥发性差
的物质ꎬ擅长检测挥发性物质的 GC ̄MS 未能检测
到ꎮ 这还有待于进一步研究ꎮ
内生真菌在体外进行培养时ꎬ菌的生长代谢状
况会与其在体内有较大差异ꎬ再加上挥发性物质产
生后在培养、破碎、灭菌等过程中有不少的挥发损
失ꎮ 因此ꎬ真正加入到培养基中起作用的挥发性代
谢产物的种类和数量会少于在内环境中实际的代谢
产物ꎬ所以ꎬ此结果只能在一定程度上反映内生真菌
对宿主细胞生长和代谢产物积累的作用ꎮ 但本研究
结果对于世界需求量很大的油樟来源的左旋 1ꎬ8 ̄
桉叶油素(其它植物源 1ꎬ8 ̄桉叶油素是右旋)生产
有指导意义ꎬ如通过强化接种、浇灌菌种发酵液等形
式进行提高代谢产物措施的菌种选择有指导意义ꎬ
对充实内生菌影响香料植物萜类物质等挥发性代谢
产物合成理论有积极意义ꎮ
参考文献:
EXPÓSITO Oꎬ BONFILL Mꎬ ONRUBIA Mꎬ et alꎬ 2009. Effect of
taxol feeding on taxol and related taxane productionin Taxus
baccata suspension cultures [ J ] . New Biotechnolꎬ 25
(4): 252-259.
HU WJꎬ GAO HDꎬ JANG XMꎬ et alꎬ 2012. Analysis on
constituents and contents in leaf essential oil from three chemical
types of Cinnamum camphora [J]. J Cent S Univ For Technolꎬ
32(11): 186-194. [胡文杰ꎬ 高捍东ꎬ 江香梅ꎬ 等ꎬ 2012. 脑
樟和异樟化学型的叶精油成分及含量分析 [J]. 中南林业科
技大学学报ꎬ 32(11): 186-194.]
LAN WZꎬ YU LJꎬ LIM Yꎬet alꎬ 2003. Cell death unlikely conributes
to taxolproduction in fungalelicitor ̄induced cell suspension
cultures of Taxus chinensis [J]. Biotechnol Lettꎬ 25(1): 47-49.
LI JMꎬ ZHU DYꎬ 2005. Plant tissue culture course [M]. Beijing:
China Agricultural University Press. [李 浚 明ꎬ 朱 登 云ꎬ
2005. 植物组织培养教程 [M]. 北京:中国农业大学出版社.]
LI Lꎬ LI ZWꎬ YIN ZQꎬet alꎬ 2014. Antibacterial activity of leaf
essential oil and itsconstituents from Cinnamomum longepanicu ̄
latum [J] . Int J Clin Exp Medꎬ 7(7): 1 721-1 727.
LI YCꎬ TAO WYꎬ LONGꎬ et alꎬ 2009. Paclitaxel production using
co ̄culture of Taxus suspension cells and paclitaxel ̄producing en ̄
dophytic fungi in a co ̄bioreactor [ J ]. Appl Microbiol
Biotechnolꎬ 83:233-239.
MICHAEL PESCHECKꎬ MARCO ANTONIO MIRATAꎬ BIANCA
BRAUERꎬ et alꎬ 2009. Improved monoterpene biotransformation
with Penicillium sp. by use of a closed gas loop bioreactor [J]. J
Ind Microbiol Biotꎬ 36(6): 827-836.
MOHANA KUMARA Pꎬ SHWETA Sꎬ VASANTHAKUMARI MMꎬ
et alꎬ 2014. Endophytes and plant secondary metabolite
synthesis: molecular and evolutionary perspective [J]. Adv En ̄
dophytic Res: 177-190.
MOLINA Gꎬ PINHEIRO DMꎬ PIMENTEL MRꎬ et alꎬ 2013.
Monoterpene bioconversion for the production of aroma
compounds by fungi isolated from Brazilian fruits [J]. Food Sci
Biotechnolꎬ 22(4): 999-1 006.
PETERS Sꎬ AUST HJꎬ DRAEGER Sꎬ et alꎬ 1998. Interactions in
dual cultures of endophytic fungi with host and nonhost plant
calli [J]. Mycologiaꎬ 90(3): 360-367.
SONG Xꎬ YIN ZQꎬ WEI Qꎬ et alꎬ 2014. Anti ̄hepatoma effect of
safrole from Cinnamomum longepaniculatum leaf essential oil in
vitro [J]. Int J Clin Exp Patholꎬ 7(5):2 265-2 272.
TAN WYꎬ JA Rꎬ TAO JHꎬ et alꎬ 2013. Regulation on
biosynthesis of active constituents in medicinal plants by endo ̄
phytic fungal elicitor [ J] . Chin Trad Herb Drugsꎬ 44(14):
2 004-2 008. [谭燕ꎬ 贾茹ꎬ 陶金华ꎬ 等ꎬ 2013. 内生真菌诱
导子调控药用植物活性成分的生物合成 [ J] . 中草药ꎬ 44
(14): 2 004-2 008.]
VIJAY CHANDRA VERMAꎬ SATYA PRAKASHꎬ RANA GOPAL
SINGHꎬ et alꎬ 2014. Host ̄mimetic metabolomics of
endophytes: looking back into the future [J] . Adv Endophytic
Resꎬ 203-218.
WEI Qꎬ WANG LꎬFU THꎬ et alꎬ 2008. Studies of cell suspension
culture and induction of secondary metabolism products in Cin ̄
namomum longepaniculatum [ J]. Chin Bull Botꎬ 5: 591 -
596. [魏琴ꎬ 王丽ꎬ傅体华ꎬ 等ꎬ 2008. 油樟悬浮培养及次生
代谢产物的诱导 [J]. 植物学通报ꎬ 5: 591-596.]
YANG Qꎬ YAN Mꎬ HUS Bꎬ 2014. Endophytic fungal strains of
soybean for lipid production [ J ] . Biol Energ Resꎬ 7
(1): 353-361.
YOU Lꎬ WANG Tꎬ LI Lꎬet alꎬ 2009. Analyses on volatile organic
compound of 78 endophytic fungi isolated from Cinnamomum
longepaniculatum N [J] . J NW A & F Univ: Nat Sci Edꎬ 37
(9): 193-198.[游玲ꎬ 王涛ꎬ 李兰ꎬ等ꎬ 2009. 78 株油樟内
生真菌发酵产物的挥发性组分分析 [ J] . 西北农林科技大
学学报􀅰自然科学版ꎬ 37(9): 193-198.]
ZHU GSꎬ GUI Yꎬ HUANG YHꎬ et alꎬ 2005. The endophytic
fungus resources of spermatophyte in China and their
coevolution [J] . J Fung Resꎬ 3(2): 6-13. [朱国胜ꎬ桂阳ꎬ
黄永会ꎬ 等ꎬ 2005. 中国种子植物内生真菌资源及菌植协同
进化 [J] . 菌物研究ꎬ 3(2): 6-13.]
9298期                  魏琴等: 内生真菌对油樟悬浮细胞培养的影响