[关键词]植物内生细菌；真菌内生细菌；多样性；次级代谢产物

细菌在自然界中分布极为广泛，除存在于空气、水、土壤等环境中，细菌与宿主共存的现象也十分普遍。年KLEOPPER首次提出了植物内生细菌的概念；年PEROTTI等提出内生生长作为细菌生长的一个特殊阶段，其可以感染植物并与植物形成寄生、互生或共生等关系，从而影响植物的生长过程；此后相继报道了从健康植株中分离得到众多细菌，进一步验证了内生细菌的存在。现在学界普遍认为内生细菌指自经表面消毒的植物组织中分离出来，且不会对宿主植物造成明显伤害的正常菌群。内生细菌可以存在于植物体的地上部、地下部和种子等部位，同时细菌利用植物作为一个独特的保护性生态位，不受植物根际和附生细菌波动的影响，使其处于相对安全稳定的环境。随着内生细菌研究的深入，人们发现除植物外，真菌内也存在着一定数量的细菌，MOSSE于年首次提出了真菌内生细菌的概念。与植物内生细菌相似，真菌内生细菌在与其宿主真菌长期协同进化过程中也可形成对抗、互惠等多种作用，影响真菌的生物学和生态学特性。

研究表明，内生细菌具有固氮、促进植物生长、增强植物抗性、降解毒性物质等诸多生物学功效，其一方面作为生物肥料或生物农药在促进农业生产的安全、有效、可持续发展中具有巨大的潜力；另一方面，内生细菌丰富的次级代谢产物也成为新药研发的资源库，尤其是在新型低毒、高效生物活性化合物筛选中具有极高的科学和应用价值。同时，基于内生细菌种类多、繁殖快、次级代谢产物丰富的特点，中药内生细菌资源的发掘与研究也为中药资源的保护与开发提供了新思路。为此，本文针对内生细菌资源的多样性、研究方法、活性代谢产物及其在农业、医药领域的研究现状进行了综述分析，并针对内生细菌在中药领域的研究前景进行阐述和讨论，以期为内生细菌资源的进一步开发利用提供参考。

植物内生细菌的生物多样性主要包括宿主多样性、宿主不同组织分布的多样性以及内生细菌种群多样性。内生细菌几乎在自然界所有的植物中都有分布，且同一株植物体内往往含有丰富类群的内生细菌，且不同种细菌的相对丰度也存在差异。早在年GARDNER等报道了粗皮柠檬根内生细菌中优势菌属为假单胞菌属（Pseudomonas），肠杆菌属（Enterobacter），芽孢杆菌属（Bacillus），棒状杆菌属（Corynebacterium），而其他属细菌仅占细菌总量的16%。

截至到目前为止，已从农作物、林木、药用植物、藻类植物等中分离得到大量的内生细菌。其中常见的植物内生细菌多数为变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门；在属水平上，常见的为芽孢杆菌属（Bacillus），伯克氏菌属（Burkholderia），微杆菌属（Microbacterium），泛菌属（Pantoea），假单胞菌属（Pseudomonas），寡单胞菌属（Stenotrophomonas）和芽孢杆菌属（Bacillus）等。

内生细菌可以通过直接或间接的方式对植物宿主产生一些有益的作用，表现为①促进植物获取营养物质、调节内源生长激素水平，有助于植物在正常或胁迫条件下更好生长；②产生抗生素和水解酶、启动植物防御机制，有助于抑制植物病原菌的生长，间接改善植物生长状况。

土壤中存在的一些矿质元素难以被植物直接吸收利用，内生细菌可以帮助宿主植物获得更多的养分，如固氮细菌Azoarcussp.BH72，Azospirillumbrasilense，Burkholderiasp.，Gluconacetobacterdiazotrophicus，Herbaspirillumseropedicae等可提高植物固氮效率和氮素积累量，从而增加宿主植物的生物量。

目前已报道从植物内生细菌中分离得到细菌源植物激素，包括生长素（IAA），乙烯（ETH），赤霉素（GA），细胞分裂素（CTK）等，可直接参与调节植物生长。另一方面，内生细菌可通过促进IAA降解影响宿主植物的生长。LEVEAU等报道了内生假单胞菌解除外源性IAA对胡萝卜根伸长的抑制作用，同时该细菌在色氨酸存在的情况下可产生IAA，说明内生细菌可以有效调节植物体内IAA水平从而使其对植物生长产生净正效应。同样，内生细菌还可以通过产生ACC水解酶水解ETH前体物质，抑制ETH的产生，从而缓解植物受到胁迫的损伤。

内生细菌，如放线菌属、芽孢杆菌属、肠杆菌属、拟杆菌属、假单胞菌属和沙雷氏菌属细菌等，可通过抑制植物病原菌和病虫害的产生，间接促进宿主植物的生长。首先，内生细菌可以产生能拮抗植物病原菌的物质，如抗生素、毒素、铁载体、水解酶和抗微生物挥发性有机化合物等；其次，内生细菌也可以通过产生几丁质酶、蛋白酶和葡聚糖酶等降解病原真菌的细胞壁，从而产生抗真菌活性；第三，内生细菌如蜡样芽孢杆菌AR还可以使宿主植物拟南芥获得水杨酸、茉莉酸或乙烯介导的诱导系统抗性，且同一种细菌可以启动两种不同途径以分别防御两种不同病原菌。

由于真菌与细菌的生存环境十分相似，二者在大多数自然环境中共同存在，有关二者互作及其对生态系统的影响近年来引起学界的重视。目前已从多种真菌中分离得到了大量的内生细菌，包括毛霉菌门、子囊菌门、担子菌门等。HOFFMAN等报道在植物内生真菌Pezizomycetes,Dothideomycetes，Eurotiomycetes和Sordariomycetes中存在至少15种内生细菌，其中大多数为变形菌门，少量为厚壁菌门。目前研究最为透彻的真菌内生细菌为β变形菌纲、柔膜菌纲细菌，其中柔膜菌纲内生细菌分布较广，几乎所有球囊菌门真菌中均存在此类细菌。内生细菌与真菌之间的联系在二者长期共同进化过程中逐渐变得紧密起来，造成真菌内生细菌的基因组收缩、宿主依赖性。

由于真菌内生细菌的研究仍处于起步阶段，其整体生物学意义在很大程度上还不清楚，从现有的研究结果可以看出，内生细菌对真菌宿主的生长、繁殖均具有重要的影响。LASTOVETSKY等报道了在真菌和内生细菌互作关系形成前，真菌R.microsporus为了容纳细菌Paraburkholderia会产生特定的脂质代谢变化。FOSSALUNGA等报道了内生细菌可提高真菌的生物量，同时增加其ATP的产生，并引发了活性氧解毒机制。MONDO等报道了垂直传播的内生细菌可以影响真菌的增殖、降低其孢子的产量。真菌宿主也可能是细菌的环境宿主或者避难所，研究表明与粘菌属相比，内生细菌在子囊菌与担子菌中存在的时间更短，但这种短暂的细菌-真菌关联却可以影响宿主菌的表型和适应度。HOFFMAN等报道内生细菌Luteibactersp.可通过其真菌宿主间接促进了植物生长素（IAA）的产生，从而影响宿主植物的生长。PAKVAZ等通过体外实验表明，柏树内生真菌的内生细菌对柏树的病原微生物具有拮抗作用，且发现细菌代谢产物对受测病原微生物具有抗真菌和抗细菌活性。PARTIDA-MARTINEZ等从水稻病原真菌中分离得到了一种根霉素，并通过实验证明这种真菌毒素并不是由真菌自身生成，而是由其内生细菌Burkholderiarhizoxinica合成的，这一发现揭示了一个非常复杂的互作机制。由此可以看出，在特定情况下内生细菌具有通过与真菌宿主建立有益或有害的关联，从而影响真菌宿主、真菌与其自身宿主相互作用的能力，从而进一步导致了多水平的跨界互作。

传统培养法是指基于体外分离培养的内生细菌群落研究方法，具体步骤如下，首先需要对植物材料进行表面消毒，破碎、浸渍、连续稀释后将其涂在适宜培养基上进行细菌培养。常用表面消毒剂包括次氯酸钠、乙醇和过氧化氢等，实验中通常将这些化学药品串联使用以增强消毒程序的有效性；消毒后应去除残留的消毒剂以减小其对内生菌群的损害，同时应设置阴性对照实验来保证消毒效果。对细菌种属的鉴定可采用形态、生理、生化或DNA分子标记等方法，其中DNA分子标记方法被认为是相对客观、准确的鉴定方法，其中16SrRNA是最常用的细菌种属鉴定标记。据统计，利用传统培养法分离得到的细菌仅占植物实际内生菌数量的0.％至1％，这很大程度上限制了内生细菌多样性研究。开发多样化细菌培养基及培养方法、获得种类丰富的菌株，是未来内生细菌研究面临的重要挑战之一。

将分子生物学方法引入到内生细菌研究中，可为一些微生物难以通过传统培养法培养并获得菌株的问题提供一种解决途径，具体步骤如下，首先从植物组织中提取细菌基因组DNA，采用分子生物学技术对其遗传物质进行分析，为快速、准确、全面地研究植物内生细菌群落多样性及相互作用机制奠定基础。常用分析方法包括核糖体DNA扩增片段限制性内切酶分析（ARDRA），变性梯度凝胶电泳（DGGE），温度梯度凝胶电泳（TGGE），终端限制片段长度多态性（T-RFLP），核糖体间基因间隔分析（ARISA），高通量测序，荧光原位杂交（FISH）技术等。

与植物和真菌相比，内生细菌在数量、种类、分布上均具有巨大的资源优势，且内生细菌在与宿主协同进化、抵御外界胁迫的过程中产生了丰富多样的次级代谢产物，因此其在新型天然产物开发研究中逐渐占据了重要地位。目前已从内生细菌中获得众多结构新颖且活性多样的新型化合物，包括生物碱、类固醇、萜类、肽、聚酮、醌类和酚类等，这些化合物在抗病原菌、抗病虫害、调节植物生长、抗癌、抗氧化、抗炎症、免疫抑制剂中具有重要作用。

内生细菌产生的抗菌代谢物，包括抗生素、毒素、铁载体、水解酶和抗微生物挥发性有机物等大多具有生物活性。如从Streptomycessp.TP-A中分离的prenylindole具有抗植物病原菌活性；从Streptomycessp.TP-A中分离的Fistupyrone可以抑制甘蓝黑斑病原真菌（Alternariacircinans）；从红树林的一株内生放线菌发酵产物中分离纯化的不饱和脂肪酸5，8-二烯十四酸，对线虫有较强的致死作用。

从内生菌代谢物中发掘新型抗菌素被认为是解决抗药性问题的新的研究方向途径之一，如从内生细菌Pseudomonasviridiflava中分离得到了一种新型脂肽类抗生素e