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昆明植物所发现促进沉香树结香的内生真菌新种

发布时间:2021/09/25

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  (Lour.) Gilg]含有树脂的木材,是中国、日本、印度、东南亚等国家的传统中药和天然香料。白木香只有在受到外界伤害或真菌侵染时才能产生沉香树脂。随着沉香市场的发展,沉香属植物的自然生境被破坏,现白木香已被列为国家二级濒危保护植物。为了持续利用沉香资源,快速结香技术已成为提高沉香产量的最有效途径,如微生物结香法。尽管微生物结香法已被证实能够显著提高沉香产量,但促进结香的真菌新资源及其发酵产物的功能有待研究。

  近日,中国科学院昆明植物研究所许建初与王跃虎团队,通过采自云南境内的沉香样品,发现了沉香内生真菌新物种。基于形态学和系统发育学分析,最终确定为碳垫菌属的两个新种——沉香碳垫菌(

  )和云南碳垫菌(Nemania yunnanensis)。经过进一步对两个新种发酵产物成分的分析,发现沉香碳垫菌产生的5个倍半萜类成分中的4个(2~5,图1)是已报道的沉香挥发性成分,这预示着沉香碳垫菌有用于催化白木香结香的潜力。同时,该研究优化了沉香碳垫菌的液体发酵条件,筛选出三种培养液(MEB、PDB和RB)适用于培养优质高产的沉香碳垫菌。该研究揭示了内生真菌代谢产物与宿主植物的互作关系,为应用内生真菌结香并利用内生真菌促进结香品质的研究奠定了基础。

  沉香为瑞香科植物白木香[Aquilaria sinensis (Lour.) Gilg]含有树脂的木材,是中国、日本、印度、东南亚等国家的传统中药和天然香料。白木香只有在受到外界伤害或真菌侵染时才能产生沉香树脂。随着沉香市场的发展,沉香属植物的自然生境被破坏,现白木香已被列为国家二级濒危保护植物。为了持续利用沉香资源,快速结香技术已成为提高沉香产量的最有效途径,如微生物结香法。尽管微生物结香法已被证实能够显著提高沉香产量,但促进结香的真菌新资源及其发酵产物的功能有待研究。

  近日,中国科学院昆明植物研究所许建初与王跃虎团队,通过采自云南境内的沉香样品,发现了沉香内生真菌新物种。基于形态学和系统发育学分析,最终确定为碳垫菌属的两个新种——沉香碳垫菌(Nemania aquilariae)和云南碳垫菌(Nemania yunnanensis)。经过进一步对两个新种发酵产物成分的分析,发现沉香碳垫菌产生的5个倍半萜类成分中的4个(2~5,图1)是已报道的沉香挥发性成分,这预示着沉香碳垫菌有用于催化白木香结香的潜力。同时,该研究优化了沉香碳垫菌的液体发酵条件,筛选出三种培养液(MEB、PDB和RB)适用于培养优质高产的沉香碳垫菌。该研究揭示了内生真菌代谢产物与宿主植物的互作关系,为应用内生真菌结香并利用内生真菌促进结香品质的研究奠定了基础。

  相关研究成果以Volatile constituents of endophytic fungi isolated from Aquilaria sinensis with descriptions of two new species of Nemania为题,发表在LIFE上。

  图1.沉香碳垫菌(Nemania aquilariae)挥发成分的化学结构。(1) Bi-cyclo[3.1.1]hept-3-ene-2-acetaldehyde, 4,6,6-trimethyl-, (1R,2R,5S) rel-;(2) Alloaromadendrene;(3) Naphthalene,1,2,3,4,4a,5,6,7-octahydro-4a,8-dimethyl-2-(1-methylethenyl)-;(4) Valencen;(5) α-Selinene

  图2.云南碳垫菌(KUMCC20-0267, ex-type)和沉香碳垫菌(KUMCC20-0268, ex-type)的纯培养物、菌丝形态和五种发酵培养液