微生物調控藥用植物次級代謝積累研究進展綜述

華南農業大學藥用植物研究中心吳鴻教授和梁祥修教授團隊在國家自然科學基金等項目的資助下，綜述了微生物調控藥用植物次級代謝積累的研究進展。相關綜述論文近日發表于《藥用植物生物學》（Medicinal Plant Biology）。

微生物能通過多種策略調控藥用植物次級代謝的積累示意圖。研究團隊供圖

文章指出，次級代謝產物是藥用植物中的主要活性成分，不僅是臨床用藥的主要原料來源，而且還是評價藥材質量的重要指標之一。藥用植物次級代謝產物的積累受到多種環境因素的綜合影響，如：氣候、土壤理化性質和環境變化等。

近年來研究發現，植物根際微生物和內生菌在許多藥用植物的關鍵次級代謝產物積累過程中發揮了關鍵的調控作用。藥用植物的內生菌和根際微生物種類繁多，是提升藥用植物生長和次級代謝產物積累的重要工具，在改善藥材品質方面具有重要的潛在應用價值。

文章介紹了影響藥用植物根際微生物和內生菌菌群構成的因素：土壤的理化性質、環境因素、藥材的陳化年份、種植方式、藥材不同發育階段和品系均會影響菌群的構成。隨著藥材需求量的增加，提高藥用植物產量和品質是解決市場上藥材供不應求的重要舉措之一。

作者論述了微生物不僅具有固氮、磷酸鹽代謝、激素合成及根定殖相關的基因，通過固氮和溶解磷礦石釋放游離態磷，增加藥材的株高和鮮重；而且部分微生物還能通過抑制病原菌的生長來促進藥材生長。

重要的是，微生物能夠通過多種策略促進藥用植物次級代謝產物的積累，一些微生物通過基因簇自身合成次級代謝產物；微生物還能合成植物激素或者通過影響宿主體內的激素水平來影響次級代謝產物的積累；另外，微生物還能通過激活植物的免疫系統，進而激發代謝相關通路基因的表達，從而來提升活性物質的含量。反之，一些藥用植物合成的次級代謝產物也能影響微生物群落的構成。

文章指出，對內生菌和根際微生物調控藥用植物活性成分積累的研究，能夠為高效、優質的微生物菌肥開發奠定理論基礎，從而合理提高藥用植物活性成分，對綠色農業的發展具有重要意義。

相關論文信息：http://dx.doi.org/10.48130/mpb-0024-0011