综述:真菌内生菌:多样性、抗逆性、生物防治及促植物生长潜力的洞察

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:Current Microbiology 2.3

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  本文聚焦真菌内生菌在可持续农业中的作用。化学农业弊端重重,而真菌内生菌能克服这些问题。它可分为两类,非麦角菌科真菌还能细分。其通过多种方式促进植物生长(如增强系统诱导抗性 SIR ),含多种生物活性化合物,在农业管理潜力巨大。

  

真菌内生菌与可持续农业的关联背景


食物与人类健康息息相关,健康饮食有益健康。然而,化学农业带来诸多问题。化学肥料、除草剂、杀虫剂和农药等过度使用,不仅让农产品携带有害物质,可能引发癌症等致命疾病,还降低土壤健康状况,促使植物病原体产生抗性变种。真菌内生菌作为一类特殊微生物,为解决这些问题带来希望。

真菌内生菌是指能侵入宿主植物细胞间或细胞内,却不引发明显感染症状的微生物。其种类繁多,包括藻类、真菌、细菌、子囊菌等,其中内生真菌是重要组成部分,广泛分布于宿主植物体内。由于其丰富的类型和广泛的地理分布,真菌内生菌成为可持续农业管理的有力生物制剂。

真菌内生菌的分类


从历史角度看,依据系统发育和生活史特征,真菌内生菌大致分为两类:麦角菌科(clavicipitaceous)和非麦角菌科(non - clavicipitaceous)。进一步地,非麦角菌科真菌依据在植物体内的生物多样性、定植、传播及对宿主的适应性等标准,又可细分为三个不同类别。这种细致的分类方式,有助于深入了解不同真菌内生菌的特性和功能差异。

真菌内生菌促进植物生长和抗逆的机制


真菌内生菌在植物生长和应对各种胁迫方面发挥着关键作用。在生物胁迫方面,它能帮助植物抵御病虫害。例如,其含有的生物碱、萜类化合物、酚酸、类固醇、单宁和皂苷等生物活性化合物,具有抗真菌、抗菌、杀虫等特性。这些化合物就像植物的 “天然防御武器”,可以有效抑制病原体的生长和繁殖,保护植物免受侵害。

面对非生物胁迫,真菌内生菌同样能助力植物。它可以增强植物对干旱、高温、低温等恶劣环境的适应能力。其具体机制可能涉及调节植物的生理过程,比如影响植物的水分代谢、渗透调节物质的合成等,使植物在逆境中依然能够维持一定的生长和代谢活动。

此外,真菌内生菌还能加速植物的系统诱导抗性(SIR)。当植物受到外界刺激(如病原体入侵)时,真菌内生菌能激活植物自身的防御机制,使植物产生一系列生理变化,增强对后续侵害的抵抗力。这种诱导抗性不仅能保护植物免受当前面临的威胁,还为植物建立起一种 “记忆”,使其在未来遇到类似情况时能更快、更有效地做出反应。

真菌内生菌生物活性化合物的应用潜力


真菌内生菌所蕴含的多种生物活性化合物,在多个领域展现出巨大的应用潜力。在农业上,这些化合物可直接用于生物防治,减少化学农药的使用,降低环境污染,同时保障农产品的质量和安全。

从更广泛的健康医学领域来看,部分生物活性化合物还具有抗癌、抗氧化等功效。例如,某些生物碱和酚酸可能对癌细胞的生长有抑制作用,有望成为开发新型抗癌药物的潜在来源;而抗氧化物质则可以清除体内自由基,对预防衰老、心血管疾病等具有积极意义。这意味着真菌内生菌不仅在农业可持续发展中扮演重要角色,还可能为人类健康医学研究开辟新的方向。

综上所述,真菌内生菌在可持续农业实践中,无论是促进植物生长、应对生物和非生物胁迫,还是其生物活性化合物的应用,都展现出了巨大的潜力。深入研究和合理利用真菌内生菌,对于推动农业绿色发展、保障食品安全和探索新型药物具有重要的意义。

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