植物内生菌抗菌杀虫活性总结.docx

1、植物内生菌抗菌杀虫活性总结摘要: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

2、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 g/mL时，其对Gaeumannomyces graminis var. tritici、Rhizoctonia cerealis、H

3、elminthosporiumsativum有抑制作用2。内生真菌E99401的发酵液中产生的cerulenin (3)，在5 g/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 g/

4、disk时，抑菌圈在10-20 mm3。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 g/mL4。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、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-1,4naphthoquinone (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 fu

6、migatus CY018，发酵产生的生物碱asperfumoid (10)，能够抑制Candida albicans8。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 g/mL9。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

7、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 a

8、uereu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 g/mL13。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

9、gallinarum有抑制作用，浓度为 4 g/disk，抑菌圈分别为12、8、8、11 mm14。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

10、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-417。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

11、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 Chaetomiumglobosum发酵液中分离到的代谢产物体外抗菌试验显示，在10 g/disk，chaetoglobosins A和D对Mucor miehei的抑菌圈直径可达25和15 mm19。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 g/mL20。1.2 酯类Cistus

12、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 g/disk时，该化合物对多种测试菌有抑制作用，在20g/disk时，对13种测试菌的抑菌圈直径集中在10-40 mm21。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

13、，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 cucumerinum23。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

14、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 mm25。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

15、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。当浓度是40 g/mL时，48 h能够完全抑制终极腐霉 Pythium ultimum 的生长27。Cytospora sp. CR200和Diaporthe

16、sp. CR146，是从Conocarpus erecta和Forsteronia spicata中分离到2株有抑菌作用的内生真菌，其抗菌的机制是可以代谢产生高抗菌活性的cytosporones D (37) 和 E (38)，cytosporones D 结构独特，属于苯乙酸衍生物的内酯，对Enterococcus faecalis、Staphylococcus aureus及Candida albicans的MIC值分别是8、8和4g/mL28。HTF3是来自于桐花树树皮的一株内生真菌，其可以发酵代谢产生 cytosporone B(39)，抗菌活性表明 cytosporone B 有广谱

17、的抗真菌性，对木霉、黑曲霉、白色念珠菌、镰刀菌、枝孢霉、交链孢霉、红色脉孢霉等均具有抑制作用29。Phomol (40)是是分离自Erythrina crista-galli的内生真菌Phomopsis sp.的发酵产物中，生物活性实验表明，其对24种细菌和真菌表现出抗菌活性。浓度在5 g/mL，该化合物对Paecilomyces variotii的生长有抑制作用，可以杀灭真菌Absidia glauca+；浓度在10 g/mL，对细菌Corynebacterium insidiosum的生长有抑制作用，可以杀灭真菌Absidia glauca-、Zygorhynchus moelleri和P

18、enicillium islandicum30。从内生真菌Cephalosporium acremonium IFB-E007发酵物中分离到 1 个新型骨架的化合物cephalosol (41)，抗菌活性发现，该化合物对Escherichia coli、Trichophyton Rubrum、Pseudomonas fluorescens和Candida albicans的MIC值是3.9，7.8，3.9 和 1.95g/mL31。蒙古蒿Artemisiamongolica的内生真菌Colletotrichum gloeosporioides产生的colletotric acid(42) 对H

19、elminthosporium sativum的MIC值是50 g/mL32。从 褐 藻 的 内 生 真 菌 No. ZZF36 的 发 酵 液 中 分 离 到 得 lasiodiplodin (43) 和de-O-methyllasiodiplodin (44)，lasiodiplodin对Staphylococcus aureus ATCC27154和Bacillus subtilis ATCC 6633的MIC值是为25和50 g/mL，de-O-methyllasiodiplodin对Staphylococcus aureus ATCC27154和Bacillus subtilis A

20、TCC 6633的MIC值是6.25和12.5 g/mL33。从Phomopsis sp. ZSU-H76的发酵物中分离到的phomopsins A (45)，B (46) 和 C (47)，初步抗菌活性表明，这些代谢产物对多种微生物表现出抗性34。从 Carpobrotus edulis中的内生真菌Blennoria sp.发酵产物中分离到8个酯类化合物blennolide A-G 和secalonic acid B，抗菌活性发现，blennolide A (48)和B(49)对E. coli和Bacillus megaterium有抑制活性35。Monocerin (50)和3种新的异香豆

21、素衍生物(51-53)是从Fagonia cretica的内生真菌Microdochium bolleyi的发酵物中分离而来，51和52是50的12-O差向异构体，而53是50的开环衍生物，这些代谢产物对Microbotryum Violaceum、Escherichia coli和Bacillus megaterium以及绿藻Chlorella fusca有不同程度的抑制活性，虽然它们化学结构的微小差别，但是其生物活性却差异显著，这些差异性可以为新型抗菌素的开发提供借鉴36。Roridin A (54)、verrucarin A (55) 和8-acetoxy-roridin H (56)

22、是分离自Argyrosomus argentatus的内生真菌Myrothecium sp. Z16的发酵代谢产物，活性测试发现这些酯类化合物对Aspergillus niger (CCCCM ACCC 30005)、Candida albicans (CCCCM ID 00148)和Trichophyton rubrum (CCCCM ID 00001)有强抑制性。roridin A对Aspergillus niger和Trichophyton rubrum的MIC值是31.25和62.5 g/mL，verrucarin A对Candida albicans的MIC值是31.25 g/mL，

23、8-acetoxy-roridin H 对Trichophyton rubrum的MIC值是62.5 g/mL37。1.3 醌类M. azedarach的内生真菌Sphaceloma sp. LN-15 发酵代谢产生的1 个含硫二聚物didodecyl 3,3-dithiodipropionate (57) ， 该 化 合 物 对 胶 孢 炭 疽 菌 Colletotrichumg loeosporioides、A. solani、F. oxysportium 的EC50是210. 5、230. 5和221. 6 g/mL38。从印辣的根部的植物内生真菌Chloridium sp.的发酵液可以

24、产生一个萘醒化合物javanicin (58) ，其对绿脓杆菌 Pseudomonas aerugenosa 和荧光假单胞菌 Pseudomonas fluorescens的MIC都是2 g/mL39。从湛江红树Kandelia candel的种子分离的内生真菌B77，从其发酵物中首次分离到3-O-methyl fusarubin (59)和fusarubin (60)，抗菌活性试验表明，这两个化合物对Staphymoccus aureus ATCC 27154的MIC值是为50.0和12.5 g/mL40。内生真菌Ampelomyces sp.是来自于Urospermum picroides

25、，从它的发酵液中分离的3-O-methylalaternin (61) 对S. epidermidis、Staphylococcus aureus、和Enterococcus faecalis的MIC均为12.5 g/mL，另一个代谢产物altersolanol A (62)对S. epidermidis、E. faecalis和S. aureus的MIC值分别为12.5，12.5，25 g/mL41。Pleosporone (63)是从植物Anthillis vulneraria L.的一株内生真菌Pleosporales sp.的发酵液中分离的新化合物，其对多种供试细菌的MIC介于1-64

26、 g/mL42。来自内生真菌No 11403，可以产生多种醌类抗生素B、C、D (64-66)，活性显示，这些醌类抗生素对霉菌和酵母菌等有抑制活性43。A.indica 茎 的 内 生 真 菌 Phomopsis sp. 发 酵 产 生 的 十 元 环 内 酯 类 化 合 物8-acetoxy-5-hydroxy-7-oxodecan-10-olide (67) 、 7,8-dihydroxy-3,5-decadien-10-olide(68)、7-acetoxymultiplolide A(69)、8-acetoxymultiplolide A (70) 和multiplolide A。这些

27、醌类化合物对多种抗植物病原真菌有抑制活性，MIC 值在31.5-500 g/ml 之间44。Nigrospora sp. YB-141是分离自A. indica的内生真菌，其发酵代谢产生的solanapyrone N、O (71, 72)，活性试验表明这2个茄格孢吡喃酮类化合物有一定的抗真菌活性45。Preussomerins G-L (73-78) 是从颠茄内生真菌Myceliasterila中得到 6 个醌类化合物，活性研究显示，preussomerins G-L对Bacillus megaterium和Microbotryum violaceum有中等抑制作用46。Callicarpa

28、acuminate叶部的内生真菌Edenia gomezpompae，通过发酵液培养可以产生 3 个naphthoquinone spiroketals（萘醌螺酮缩醇）类化合物：preussomerin EG1 (79)，preussomerin EG2 (80) 和preussomerin EG3 (81)。抗菌活性实验表明这些 naphthoquinone spiroketals 对 Phythophtora capsici 、 Fusarium oxysporum 、 Phythophtora parasitica 和Alternaria sola的IC50值在 20-170 g/mL之

29、间47。从Hypericum perforatum的茎中分离到一株活性内生真菌，可以发酵产生两个napthodianthrone衍生物hypericin (82) 和emodin (83)。Emodin是hypericin的代谢的先导物质，活性试验发现，这 2 个代谢产物对细菌和真菌都有很好的活性，如革兰氏阳性细菌Staphylococcus aureus ssp. Aureus，革兰氏阴性细菌Klebsiella pneumoniae ssp. ozaenae，Salmonella enterica ssp. enterica ， Pseudomonas aeruginosa 和 Esche

30、richia coli ，真菌Aspergillus niger和Candida albicans48。1.4 酚类及有机酸类Khafrefungin (84) 从内生真菌中分离得到的 1 个可以抑制真菌生长的化合物，其抑菌机制是抑制微生物细胞中鞘脂类的合成，值得注意的是，研究表明其不影响哺乳类动物的鞘脂类的合成，所以khafrefungin可以作为无害真菌抑制剂来开发利用49。来自于热带植物的内生真菌 Monochaetia sp. 和Pestalotiopsis spp.，其发酵培养产生的ambuic acid (85)，对终极腐霉Pythium ultimum的MIC值是7.5 g/mL

31、，此外活性试验证明，ambuic acid对多种植物病原菌有抑制活性50。Pestalotiopsis sp.是来自于Clavaroids sp.中的内生真菌，从其发酵产物中分离到的ambuic acid衍生物(86)，抑菌活性表明其对革兰氏阳性菌有抑制活性，对Staphylococcus aureus的IC50是27.8 mol/L51。从Juniperus cedre的内生真菌Nodulisporium sp.的发酵产物中分离到8个酚类化合物，1-(2,6-dihydroxyphenyl)butan-1-one (87)、1-(2-hydroxy-6-methoxyphenyl) buta

32、n-1-one (88)、5-hydroxy-2-methyl-4H-chromen-4-one (89)、2,3-dihydro-5-hydroxy-2- methylchromen-4-one(90)、8-methoxynaphthalen-1-ol (91)、nodulisporin A (92)、nodulisporin B (93) 和daldinol(94)，活性测试发现这些酚类化合物对Microbotryum violaceum、Bacillus megaterium、Chlorella fusca和Septoria tritici有很好的抑制作用52。2,6-dihydroxy-2-methyl-7-(prop-1E-enyl)-1-benzofuran-3(2H)-one (95) 是 来 自 于Rehmannia glutinosa的根