北极新奥尔松地区维管束植物及苔藓植物内生真菌多样性及其抗菌活性物质的研究

Endophytic fungi is the fungi that live inside apparently healthy plant tissues, forming persistent and symptomless infections. A high number of studies on the endophytic fungi have been carried out and these focused on a high number of plant species in tropical, subtropical and temperate regions. Unique and irreplaceable Arctic microbial diversity is crucially at risk due to climate warming in the Arctic, and therefore it is urgent to protect and study the unique Arctic microbes. Hitherto, only a few studies were reported on the diversity and community composition of fungal endophytes in the Arctic plants. Furthermore, no systematic study has yet been carried out to provide insight to the antibacterial substances from endophytic fungi in the Arctic. The Ny-Alesund Region (78°55’N, 11°56’E) located in the Norwegian Svalbard Archipelago (High Arctic) and it is a good representation for the study of the endophytic fungi that inhabitat plants in the Arctic. The aim of the present study is threefold: (1) to investigate the diversity, community composition and ecological distribution of fungal endophytes in different plants (vascular plant, liverwort, and moss), differnt plant speices, and different plant tissues (root, stem, and leaf), (2) to preserve and protect Arctic fungal germplasm resources, and (3) to isolate and identify the antimicrobial substances. The present study would provide practical and theoretical foundation for utilization of endophytic fungi in the Arctic.

植物内生真菌是指生长于健康植物体内形成无症状持续存在的真菌，内生真菌的研究多集中于热带、亚热带和温带植物。目前气候变化已严重威胁北极微生物资源多样性，其种质资源的保护尤为迫切，其活性产物的勘探也受到关注，然而对北极植物内生真菌多样性和活性物质的研究还十分有限。新奥尔松地区（78°55’N，11°56’E）位于挪威斯瓦尔巴德群岛上，属于高纬度北极，极端生境造就了该地区植物物种组成及生态分布的独特性，因此，该地区是研究高纬度北极植物内生真菌的良好场所。本研究旨在：1. 阐明新奥尔松地区不同植物类型（维管束植物、苔藓植物），同一植物类型不同物种，不同植物组织中内生真菌的物种多样性、群落组成及生态分布规律，2.收集保藏北极植物内生真菌种质资源, 3.对其抗临床耐药菌的生物活性物质进行分离、纯化及结构鉴定，为分离获得新型抗菌活性物质提供支持。总之。本研究将为保护和利用北极植物内生真菌资源奠定基础。

植物内生真菌是指生长于健康植物体内形成无症状持续存在的真菌，内生真菌的研究多集 中于热带、亚热带和温带植物。目前气候变化已严重威胁北极微生物资源多样性，其种质资源的保护尤为迫切，其活性产物的勘探也受到关注，然而对北极植物内生真菌多样性和活性物质的研究还十分有限。新奥尔松地区（78°55’N，11°56’E）位于挪威斯瓦尔巴德群岛上，属于高纬度北极，极端生境造就了该地区植物物种组成及生态分布的独特性。本项目的主要研究结果包括：1）明确了北极新奥尔松地区常见维管束植物及苔藓植物物种及其生境特征；2）阐明了北极新奥尔松地区植物内生真菌的物种多样性、群落组成及生态分布规律，发现维管束植物内生真菌群落与苔藓植物内生真菌群落存在明显区别，且与植物物种存在明显相关性；3）系统性地分离、培养、鉴定和保藏了北极植物内生真菌种质资源（1056株，123个分类单位，隶属于 77 属，51 科，30 目，12 纲，3 门）； 4）筛选获得了16株具有较强抗菌活性的北极植物内生真菌菌株；5）从植物内生真菌发酵产物中分离纯化、结构鉴定出18个化合物（包括9个新化合物），其中pyrocidines类化合物对革兰阳性菌，尤其耐药菌具有明显抑制作用。此外，本项目也开展了相关探索性研究，包括：1）阐明了北极植物内生真菌群落与非植物生境真菌群落的异同；2）阐明了北极植物内生真菌群落与南极植物内生真菌群落的异同。总之，本项目的完成为研究、保护和利用气候变化影响下的北极植物内生真菌真菌资源、开发新型抗菌药物奠定了基础。