Регуляция накопления вторичных метаболитов в лекарственных растениях
Лекарственные растения — важные экономические культуры, имеющие большую ценность в индустрии здравоохранения. Быстрый рост рыночного спроса привел к дефициту китайских лекарственных культур и ежегодному росту цен. Вторичные метаболиты (SMs), как основные активные компоненты в лекарственных растениях, широко используются для производства клинических терапевтических препаратов или сырья для приготовления лекарств.
Накопление SMs в лекарственных растениях зависит как от внутренних физиологических факторов, так и от внешних факторов окружающей среды, таких как климат, физико-химические свойства почвы и микроорганизмы.
В последние годы исследования показали, что ризосферные и эндофитные микроорганизмы играют жизненно важную роль в накоплении ключевых SMs во многих лекарственных растениях.
Недавно профессор Хун Ву и его команда из Исследовательского центра лекарственных растений Южно-Китайского сельскохозяйственного университета опубликовали обзорную статью под названием «Регуляция накопления вторичных метаболитов в лекарственных растениях ризосферными и эндофитными микроорганизмами» в журнале Medicinal Plant Biology.
В этом обзоре они суммируют факторы, влияющие на состав ризосферных и эндофитных микроорганизмов в лекарственных растениях, включая физико-химические свойства почвы, режим посадки, различные стадии развития лекарственных растений и сорта растений.
Кроме того, обзор показывает, что микроорганизмы кодируют гены, связанные с фиксацией азота, метаболизмом фосфатов, синтезом гормонов и колонизацией корней. Фиксируя азот и растворяя фосфорит для высвобождения свободного фосфора, можно увеличить высоту растений и свежий вес лекарственного сырья. Более того, некоторые микроорганизмы могут способствовать росту лекарственных растений, подавляя рост патогенов.
В обзоре также обсуждается механизм, с помощью которого микроорганизмы способствуют накоплению SMs в лекарственных растениях. Некоторые микроорганизмы синтезируют SMs через кластеры генов, кодирующих гены, связанные с синтезом SMs. Более того, микроорганизмы могут синтезировать фитогормоны или влиять на накопление SMs, воздействуя на уровень гормонов в растении-хозяине.
Кроме того, микроорганизмы могут увеличивать содержание активных веществ, активируя иммунную систему лекарственных растений, тем самым стимулируя экспрессию генов, связанных с метаболическими путями. И наоборот, SMs, синтезируемые некоторыми лекарственными растениями, также могут влиять на состав микробного сообщества.
Этот обзор о регулировании накопления активных ингредиентов в лекарственных растениях эндофитными и ризосферными микроорганизмами может заложить теоретическую основу для разработки эффективных и высококачественных микробных удобрений, тем самым внося значительный вклад в развитие зеленого сельского хозяйства.