摘要:本文综述了植物内生菌次级代谢产物的抗菌、杀虫等活性,以便寻找到植物源新的具有农药活性的先导化合物。
关键词:内生菌;次级代谢产物;抗菌活性;杀虫活性植物内生真菌(Plant endophytic fungi)是指生活在健康植物组织内部但不引起植物体病害的真菌。
这类真菌资源十分丰富,它们可能产生在微生物一宿主关系中发挥作用的生理活性物质,其次生代谢产物在生物制药、农业生产、工业发酵等领域越来越受到人们的关注。
目前,微生物源生物化学农药的研究和开发在我国十分活跃,但微生物资源及其应用潜力尚没有得到充分的发挥,而植物内生真菌即是这样一类有待开发的新兴微生物资源,本文对植物内生菌次级代谢产物的生物活性进行总结,为进一步研究内生菌的生物活性提供依据。
1 抗菌活性的内生真菌代谢产物1.1生物碱类IFB-Lactam-1 (1)是来自白菜内生真菌Trichoderma sp.的1个大环内酰胺生物碱,其可以很好地抑制柿子炭疽病[1]。
6-isoprenylindole-3-carboxylic acid (2)是从黄花蒿(Artemisiaannua)内生真菌Colletotrichum sp.分离的吲哚生物碱。
生物活性测试,在浓度200 µg/mL时,其对Gaeumannomyces graminis var. tritici、Rhizoctonia cerealis、Helminthosporiumsativum有抑制作用[2]。
内生真菌E99401的发酵液中产生的cerulenin (3),在5 μg/disk时对C.glabrata、Candida albicans、C. krusei、C. parapsilosis、Microsporum canis、Cryptococcus neoformans、Mucor miehe、Nematospora coryli、Rhizomucor pusillus、Paecilomyces variotii的抑菌圈分别为17、16、14、28、40、30、40、42、36、38 mm,而对应的阳性对照制霉菌素在20 μg/disk 时,抑菌圈在10-20 mm[3]。
从Garcinia dulcis的内生真菌PSU-D15中,分离到phomoenamide (4)对Mycobacterium tuberculosis H37Ra具有中等的抑制活性,其MIC为6.25 μg/mL[4]。
Fusarium sp. IFB-121是从Quercus variabilis分离来的1株活性菌株,从它的发酵物中分离到2个脑苷酯类代谢产物(5、6),其结构上的不同是是长链的长短,初步活性试验表明,这两个脑苷脂对Bacillus subtilis、Escherichia coli和Pseudomonas fluorescens具有抑制作用[5]。
从Alternaria spp. P0506和P0535的中分离得到altersetin (7) 和tenuazonic acid (8)。
抗菌活性显示,1个化合物都对革兰氏阳性菌有很好的抑制活性[6]。
5,7-dihydroxy-2-[1-(4-methoxy-6-oxo-6H-pyranyl)-2-phenylethylamino]-[1,4]naphthoquinone (9)从海洋褐藻Colpomenia sinuosa的内生真菌Aspergillus niger EN-13中产生的对多种测试菌具有生物活性的生物碱[7]。
Cynodon dactylon的叶中的内生真菌Aspergillus fumigatus CY018,发酵产生的生物碱asperfumoid (10),能够抑制Candida albicans[8]。
而Cynodon dactylon叶中的另一株内生真菌Cladosporium herbarum IFB-E002发酵产生的吡啶生物碱aspernigrin A (11),活性测试显示其对Candida albicans的MIC为75.0 μg/mL[9]。
curvularideA-E 是来自于Catunaregam tomentosa 的内生真菌Curvularia geniculata 的代谢产物。
生物活性测试发现,curvularide B(12)对C.albicans有抑制作用[10]。
Ascosalipyrrolidinones A (13) 是从在Ulva sp.内生真菌Ascochyta salicorniae的发酵液产生的具有抗菌活性的生物碱,其对Bacillus megaterium, Mycotypha microsporum,Microbotryum violaceum有抑制活性[11]。
从南海红树内生真菌(No. 1924和3893)中分离到的marinamide (14) 和其甲酯(15)。
抗菌活性试验发现,marinamide和它的甲酯化物对Escherichia coli、Pseudomonas pyocyanea和Staphylococcus auereu有很好的抗菌活性[12]。
Neoplaconema napellum IFB-E016是从Hopea hainanensis的叶中分离到的内生真菌,发酵产生的生物碱neoplaether (16),对Candida albicans的MIC值是6.2 μg/mL[13]。
来自Salix gracilistyla var. melanostachys 内生真菌Phomopsis sp. ,可以产生 1 个细胞松弛素phomopsichalasin (17),对Bacillus subtilis、Staphylococcus aureus、Candida albicans、Salmonella gallinarum有抑制作用,浓度为4 μg/disk,抑菌圈分别为12、8、8、11 mm[14]。
从Triptergyium wilfordii的树皮中的内生真菌Cryptosporiopsis cf. quercina,从其发酵液种分离到得cryptocin (18),抑菌活性测表明cryptocin对Pythium ultimum,Phytophthoracitrophthora,Phytophthora cinnamoni,Pyricularia oryzae,Sclerotinia sclerotiorum 有良好的抑制活性[15]。
Pestalachloride A (19)是从内生真菌Pestalotiopsis adusta L416产生到新生物碱,对植物病原真菌F. culmorum、G. zeae和V. aiboatrum有很强的抑制作用[16]。
Scoparasins A和B是从Garcinia dulcis的叶中的内生真菌Eutypella scoparia PSU-D44发酵物中,分离得到了2个新的生物碱。
Scoparasins B (20)可以抑制Microsporum gypseum SH-MU-4[17]。
Chaetomium globosum Ly50是筛选自美登木叶中的具抗菌活性的内生真菌,chaetoglobosin B (21)是从该内生真菌发酵产物中分离到抗结核分枝杆菌和抗橙色青霉次生代谢产物[18]。
Chaetoglobosins A (22) 和D (23) 是从Ginkgo biloba 中的内生真菌Chaetomium globosum发酵液中分离到的代谢产物.体外抗菌试验显示,在10 μg/disk,chaetoglobosins A 和D对Mucor miehei的抑菌圈直径可达25和15 mm[19]。
从Ficus carice叶内生真菌FL25中分离到2个吲哚二酮哌嗪类生物碱fumitremorgin B (24) 和C (25),对多种植物病原菌有抑制活性,MIC 测试结果在3.125-25 μg/mL[20]。
1.2 酯类Cistus salvifolius叶部的内生真菌E99297,可以通过发酵产生到具有抗菌作用的5-(1,3-butadien-1-yl)-3-(propen-1-yl)-2(5H)-furanone (26)。
采用琼脂扩散法对这一脂类化合物进行抗菌活性分析,发现在5 μg/disk时,该化合物对多种测试菌有抑制作用,在20μg/disk时,对13种测试菌的抑菌圈直径集中在10-40 mm[21]。
Fusarium sp.是来自于Selaginella pallescens的有抗真菌活性的内生真菌,从其发酵液中分离到1个新的真菌抑制剂CR377 (27),活性研究发现,CR377对白色念珠菌的抑菌活性与制霉菌素相当,但其抑菌机制与制霉菌素完全不同[22]。
内生真菌Pezicula sp.产生的(R)-mellein (28),可以抑制植物病原真菌Cladosporium cucumerinum[23]。
从Phleum pratense的内生真菌Epichloe typhina发酵产物中分离到4个有抗真菌活性的脂肪族化合物ethyl-9-oxononanoate(29)、ethyltrans-9,10-epoxy-11- oxoundecanoate (30)、hydroxydihydrobovolide (31) 和ethyl azelate (32)[24]。
Pestalotiopsis foedan发酵代谢产生的2个苯并呋喃类代谢产物pestaphthalide A(33)和B (34),活性测试,其对Geotrichum candidum、Candida albicans 和Aspergillusfumigatus 有很强的抑制作用。
在0.1 mg/disk时,pestaphthalide A 对Candida albicans的抑菌圈直径达13 mm,pestaphthalide B 对Geotrichum candidum的抑菌圈直径达11 mm[25]。
从Quercus ilex的内生真菌E99204发酵产物中分离而来的sphaeropsidin A (35),其对植物病原真菌有强抑菌作用,对C. kruse、C. glabrata、C. parapsilosis、Nematospora coryli、Mucor miehei和Rhizomucor pusillus变现出很好的抑制活性[26]。
Isopestacin (36) 是分离自内生真菌Pestalotiopsis microspora的发酵液,其是被发现的第一个呋喃内酯环的3位有取代苯环的苯并呋喃类天然产物,活性研究发现,isopestacin有抑制真菌的作用。