综述：解锁自然的宝库：内生菌作为植物源生物宝藏

本综述系统阐述了植物内生菌（endophytes）这一共生微生物群落在生物医药和农业领域的重大价值。文章聚焦内生菌与药用植物的互作机制，详细分析了其代谢组学（metabolomics）和宏基因组学（metagenomics）特征，揭示了内生菌合成生物活性化合物（如紫杉醇/Paclitaxel）的分子网络，为应对抗菌素耐药性（AMR）危机提供了新型"魔法子弹"（Magic bullets）开发策略。

　　

Abstract

内生菌作为定殖于植物组织的共生微生物群落，在调控植物健康、生态动态和生物技术应用方面展现出巨大潜力。这些微生物具有惊人的分类多样性，其分布与多种非生物和生物因素相关。理解内生菌定殖机制及其与宿主互作的信号通路，对于开发生物活性代谢物和生物防治策略至关重要。本文特别强调药用植物内生菌在调控植物生长和生物合成活性化合物方面的关键作用，这些化合物在制药、生物修复和农业领域具有重要应用价值。

Introduction

随着对天然药物资源探索的深入，植物内生微生物逐渐成为研究热点。这些微生物能合成包括聚酮化合物、生物碱、萜类和多肽在内的多种生物活性物质。内生菌通过产生植物激素等有益分子促进植物生长（PGP），同时其代谢产物具有抗菌、抗病毒、抗癌等广泛生物活性。传统医学体系如阿育吠陀早已利用药用植物的治疗特性，但对其内生菌机制的认识仍有待深入。

Symbiotic relationship between plant-endophyte in synthesis of bioactive compounds

内生菌能产生黄酮类、萜类、固醇类等新型生物活性物质，并调控植物防御系统的关键酶活性。例如从紫杉树皮分离的内生真菌可合成抗癌药物紫杉醇（Taxol），该发现彻底改变了卵巢癌和乳腺癌的治疗策略。内生菌还能诱导植物系统获得抗性（ISR），通过激活水杨酸（SA）和茉莉酸（JA）信号通路增强宿主抗病性。

Exploring the distribution and diversity of endophytes across bioactive botanicals

研究表明药用植物内生菌群具有显著生态分布模式。传统药用植物中已鉴定出43个细菌属（61种）和38个真菌属（61种），其多样性显著高于非传统药用植物。这种多样性差异与宿主基因型、组织类型和生长阶段密切相关。特别值得注意的是，某些稀有药用植物内生菌群含有独特的生物合成基因簇（BGCs），能产生结构新颖的抗生素。

Agricultural aspects in metabolomic endophytic research

内生菌在可持续农业中发挥多重作用。例如从胡椒和辣木分离的Priestia aryabhattai（S5）和Kocuria rhizophila（N3）菌株能合成β-高脯氨酸、油酸等活性物质，通过增强细胞膜稳定性帮助植物抵抗逆境。代谢组学分析显示，这些菌株还能产生具有抗菌、抗氧化活性的二氢辣椒素，为开发生物农药提供了新思路。

Application of metagenomics approach for studying endophytic communities

宏基因组学技术突破了传统培养方法的局限，可直接分析植物微生物组的遗传潜能。通过挖掘未培养微生物的生物合成基因簇（BGCs），研究者已发现多个编码聚酮合酶（PKS）和非核糖体肽合成酶（NRPS）的基因岛。这些基因模块与新型抗生素合成密切相关，如从红树林植物分离的内生菌含有编码抗MRSA活性物质的基因簇。

Limitations and future prospects

当前研究仍面临培养依赖性偏倚、代谢物产量低等技术瓶颈。合成生物学技术如CRISPR-Cas9基因编辑为优化内生菌代谢通路提供了新工具。未来研究应结合单细胞测序和空间转录组学等前沿技术，深入解析"植物-内生菌"互作的空间异质性，为开发抗AMR药物和智能农业制剂开辟新途径。