真菌激发子对桑黄纤孔菌黄酮生物合成调控的研究

Fungal elicitor was widely used in medicinal plants, especially in cell suspension culture, to improve the secondary metabolite production of flavonoids, terpenoids, alkaloids and saponins etc., and induce new secondary metabolites production. The secondary metabolite production of medicinal mushrooms has high pharmacological activities, but the application of fungal elicitor in medicinal mushrooms was rarely reported previously. Recently, the study about fungal elicitor to medicinal mushroom secondary metabolites was limited. So the fungal elicitor screening and structure-activity relationship remains to be investigated. In order to greatly improve the efficiency of liquid fermentation of Inonotus sanghuang and explore the synthesis rule of flavonoids, besides the common plant pathogenic fungi, the wood rot fungi (including white rot fungi and brown rot fungi) was added as the alternative strains for fungal elicitor screening. To detect the effects of fungi elicitor types and composition on the biosynthetic of Inonotus sanghuang flavonoids and possible structure-activity relationship, the polysaccharide composition, molecular weight distribution, monosaccharide composition, glycosidic bond type and sugar ring structure of fungal elicitor will be analysed. Furthermore, response surface method will be used to optimum excitation conditions, including the adding time, firing time and add quantity etc. This study will provide a new idea to Inonotus sanghuang flavonoids stimulation and a promising theoretical basis and technical support for the development of this kind of valuable medicinal mushroom.

为了大幅提高桑黄纤孔菌液体发酵效率，探索其液体发酵产物的合成规律，本研究拟从真菌激发子的筛选入手，利用植物病原真菌和木腐真菌（包括白腐真菌和褐腐真菌）作为真菌激发子的备选菌株来源进行筛选；通过分析真菌激发子组成、多糖分子量分布、单糖组成、糖苷键类型及糖环结构等，明确不同种类及成分来源的真菌激发子对桑黄纤孔菌黄酮生物合成的影响；对于筛选出的高效真菌激发子，通过响应面分析的方法，对其添加时间、激发时间和添加量等参数进行优化，获得优化的激发条件。该研究将为桑黄纤孔菌黄酮增产研究提供一条新思路，并为这一宝贵药用真菌资源的开发利用提供良好的理论基础和技术支撑。

真菌激发子在药用植物中的应用十分广泛，尤其是在细胞悬浮培养中。主要涉及提高黄酮类、生物碱、萜类、皂苷等次生代谢产物产量以及诱导新的次生代谢产物的产生等方面。真菌特别是药用真菌，其次生代谢产物多具有良好的药理活性，具有极大的应用价值和开发潜力，但真菌激发子在药用真菌上的应用却鲜有报道。. 本研究从桑黄纤孔菌液体发酵培养基的优化和真菌激发子的筛选入手。利用响应面分析的方法进行了液体发酵培养基的优化，使桑黄纤孔菌菌丝生物量达优化前的2.5倍。从10株植物病原真菌和20株木腐真菌来源的60种激发子中筛选获得3种真菌多糖激发子，在桑黄纤孔菌发酵液中进行添加，研究其对桑黄纤孔菌胞内黄酮类成分积累的影响，并对激发效果好的激发子继续进行激发条件的优化。结果显示：来源菌株为薄多年卧孔菌Perenniporia tenuis的激发子（P激发子）在促进桑黄纤孔菌胞内黄酮积累方面表现最突出，激发效果显著且稳定性良好。在接种的同时按照50mg/L的终浓度进行P激发子的添加，激发6d，桑黄纤孔菌胞内黄酮含量达最高值0.7%，比对照提高79.49%。. 高效液相色谱分析结果表明，P激发子由9种单糖组成，摩尔比为：甘露糖：氨基葡萄糖：鼠李糖：葡萄糖醛酸：半乳糖醛酸：葡萄糖：半乳糖：阿拉伯糖:岩藻糖= 1:0.146:0.004:0.056:0.008:3.365:1.001:0.029:10.259。红外光谱（4000cm-1-400cm-1）扫描结果表明： P激发子具有一般多糖的特征吸收峰，糖苷建构型均为β型，糖环形式为吡喃型。凝胶渗透色谱的分析结果显示其分子量分布范围在5000-3200000Da，其中低分子量区为主峰，重均分子量为73290Da，高分子量区为次峰，重均分子量为2457000Da。酶解样品激发效果的试验的结果及初步结构和官能团分析的结果提示，多糖激发子的一级结构与激发效果间未发现明显的相关性，但激发子所具有的官能团种类及数量与激发效果间可能存在一定的构效关系。. 该研究将为桑黄纤孔菌黄酮增产研究提供一条新思路，并为这一宝贵药用真菌资源的开发利用提供良好的理论基础和技术支撑。