茅苍术内生真菌与宿主建立拮抗平衡的机理研究

茅苍术是我国重要的药用植物，挥发油成分是其主要活性成分。茅山产苍术为苍术道地药材，挥发油中苍术酮、苍术素两种成分是其特征性成分。前期研究发现，茅苍术内生真菌可以诱导其苍术酮、苍术素组分积累。.本研究拟以茅苍术和其内生真菌为材料，研究内生真菌进入植物体后如何将侵入信号传递给茅苍术导致其苍术酮、苍术素积累；考察这两种化学成分对内生真菌、病原菌、腐生菌的抑制作用，植物对内生真菌生长的抑制作用及苍术酮呋喃环的形成途径；通过内生真菌对这两种化合物的代谢研究，探讨内生真菌如何克服这两种物质对其生长的抑制并导致挥发油组分多样性的增加。希望理论上能进一步阐述药用植物内生真菌和宿主建立拮抗平衡的机理，同时为我国苍术药材品质提高与稳定提供技术支持。

茅苍术是菊科传统中药材，江苏著名道地药材，挥发油是其主要活性物质。挥发油中的苍术酮和苍术素是道地药材的特征性组分。前期研究发现，内生真菌可以促进这两个组分的积累，因此推测其在内生真菌与宿主建立共生关系中起关键作用。为了验证这个科学假说，本项目对茅苍术挥发油抑菌作用、诱导子产生和信号传递过程、苍术酮和苍术素呋喃环合成影响因素及宿主与真菌拮抗平衡的多样性进行研究。结果表明茅苍术挥发油对腐生菌抑制作用相对较强，对病原菌有一定抑制作用，对内生菌抑制作用较弱。苍术素和苍术酮抑菌作用比茅术醇和ß-桉叶油醇强，是拮抗平衡的关键物质。在苍术酮或苍术素胁迫下，病原菌孢子萌发率受抑制，高浓度胁迫导致菌丝断裂、褶皱，细胞表面疣状突起。对于内生真菌，胁迫后菌丝变粗、分支增加，高浓度苍术酮或苍术素胁迫会导致内生真菌菌丝胀破。内生真菌和真菌诱导子均会导致宿主植物产生防御性相关反应，植物产生ß-1，3-葡聚糖酶和几丁质酶，萜类合成关键酶3-羟基-3-甲基戊二单酰辅酶 A 还原酶（HMGR 酶）活力增加，基因表达量增加。分离纯化粗诱导子并鉴定了起诱导作用的组分。真菌诱导子和宿主植物接触后，信号经过钙离子、钙依赖的激酶、过氧化氢、一氧化氮、水杨酸、茉莉酸、油菜素内酯等信号传递物质进行传递，信号分子之间存在复杂的上下游关系与相互协同关系。不同碳源和前体的添加对形成苍术酮、苍术素效果不同，其中含有果糖的复合碳源最好。木糖或者四氢呋喃前体也有利于两种含有呋喃环的化合物合成。对于茅山和陕西来源的茅苍术，能与其达成拮抗平衡的真菌具有广泛的多样性，体现了地域差异性。项目在研期间，已发表论文22篇，其中SCI论文13篇，授权专利2项。