Sammenligning og korrelationsundersøgelse af kemisk sammensætning og endofytiske bakterier i to epifytiske metoder af Dendrobium nobile under simuleret dyrkning
Den medicinske brug af Dendrobium officinale blev første gang beskrevet i "Shennong Bencao Jing" og er klassificeret som en topkvalitet med en lang historie. Navnet "Dendrobium nobile Lindl." stammer fra Song-dynastiets "Compendium of Materia Medica". Dendrobium nobile Lindl. er en epifytisk urteagtig plante, der tilhører Orchidaceae-familien og er en af de medicinske sorter af Dendrobium, der indgår i den kinesiske farmakopé. I "Compendium of Materia Medica" beskrives den som "samlet på klipper. Dens stængler og blade er alle grønne, mens dens stængler og blade er gule, og den blomstrer med røde blomster. Den findes overalt, og den fra Sichuan er den bedste. I kommentaren til Compendium of Materia Medica står der: "Dendrobium vokser på sten, fine og solide ... På egetræer kaldes den Dendrobium. Den vokser til mangelpunktet og indeholder ikke piller eller pulver, men kan bruges til at lave suppe med vinpletter. I "Kompendium for Materia Medica" står der: "Kun dem, der vokser på sten, er overlegne. Der er også dem, der vokser på egetræer, kaldet dendrobium, som er ubrugelige. Kompendium for Materia Medica skriver også: "Det er svært at finde effektiv Dendrobium, men det er nytteløst at få fat i Dendrobium." Man kan se, at der gennem historien har været optegnelser om, at Dendrobium er bedre end Dendrobium.
Moderne forskning har vist, at de aktive ingredienser i Dendrobium nobile omfatter alkaloider, flavonoider, polysaccharider, benzylforbindelser og deres derivater, som har beskyttende virkninger på maveslimhinden og neuroner, antitumor-, antioxidant- og immunregulerende aktiviteter. På grund af dens lave reproduktionsrate, langsomme vækst og strenge habitatkrav i naturlig tilstand samt menneskelig overudgravning og habitatødelæggelse har anvendelsen af kunstige dyrkningsteknikker som drivhusdyrkning og simuleret miljødyrkning under skov i høj grad forbedret problemet med ressourcemangel hos Dendrobium officinale. Blandt dem er den simulerede miljødyrkningsteknik, der simulerer lægeplanternes vilde levesteder, blevet anvendt på Dendrobium officinale, hvilket afspejler den koordinerede udvikling af lægemiddelproduktion og økologisk miljø med fastgjorte sten og træer som de vigtigste dyrkningsmetoder. Tidligere undersøgelser har grundigt evalueret kvaliteten af Dendrobium chrysotoxum ud fra aspekterne indhold af aktive ingredienser og udbytte og fundet, at det er bedre end dyrkning af Dendrobium chrysotoxum. Desuden har vores forskningsgruppe tidligere rapporteret, at det relative indhold af sekundære metabolitter i form af alkaloider og flavonoider i Dendrobium officinale er højere end i Dendrobium officinale, og at antioxidantaktiviteten i Dendrobium officinale er højere end i Dendrobium officinale.
Endofytiske svampe er tæt forbundet med kvaliteten af lægeurter og planternes vækstmønstre, blandt andet er mykorrhizasvampe en typisk mykorrhizastruktur i orkidéer, og mykorrhizasymbiosen ledsager hele planternes livscyklus. Dyrkningsmetoden er en vigtig faktor, der påvirker rodmikrobiotaen og kvaliteten af medicinske materialer. For eksempel påvirkes sammensætningen og fordelingen af endofytiske bakterier i Dendrobium officinale af forskellige dyrkningsmetoder og vævsdele. Endofytiske bakterier kan også forbedre Dendrobium-planters stressresistens betydeligt og fremme plantevækst og ophobning af sekundære metabolitter. Forskergruppen gennemførte indledende undersøgelser af Dendrobium officinales rhizosfæriske mikroorganismer ved hjælp af to typer epifytiske substrater: sten og træ. Det viste sig, at den relative forekomst af svampearter i rhizosfæren hos Dendrobium officinale var højere, og at de dominerende bakterieslægter var mere tydelige. Det tyder på, at epifytiske substrater er en nøglefaktor, der påvirker mikroorganismerne i rhizosfæren hos Dendrobium officinale. Men der er i øjeblikket ingen forskning, der rapporterer om forskellene i forskellige epifytiske substrater af Dendrobium nobile ud fra perspektivet om endofytiske bakterier i rødderne.
Derfor blev der i denne undersøgelse brugt 16S- og ITS-teknologier til at sekvensere de endofytiske bakterier i rødderne af Dendrobium officinale under simuleret dyrkning af stenepidermal kultur (SE) og træepidermal kultur (TE), og sammenhængen mellem endofytiske bakterier og dendrobine, samlede alkaloider, samlede flavonoider og samlede polysaccharider blev foreløbigt analyseret. Mangfoldigheden og forskellene af endofytiske bakterier i rødderne af Dendrobium officinale under to forskellige fastgørelsesmåder blev undersøgt, og akkumuleringsmønstrene af endofytiske bakterier og sekundære metabolitter beriget i Dendrobium officinale under forskellige fastgørelsesmåder blev udforsket for at undersøge sammenhængen mellem endofytiske bakterier og sekundære metabolitter i Dendrobium officinale-rødder. Lægge fundamentet og give videnskabeligt grundlag for ordsproget "den, der vokser på stenen, vinder" i Dendrobium officinale.

Denne artikel analyserer for første gang mangfoldigheden og forskellene af endofytiske bakterier i rødderne af Dendrobium chrysotoxum under dyrkning i et simuleret miljø, og for første gang korrelerer de med indholdet af de vigtigste kemiske komponenter. Forskningsresultaterne viser, at der er forskelle i berigelsen af endofytiske bakterier i rødderne af Dendrobium chrysotoxum under de to epifytiske metoder, og den relative mængde af endofytiske bakterier hænger sammen med indholdet af kemiske komponenter.
Medicinalplanters rodmikrobiota spiller en vigtig rolle i forhold til at skaffe næringsstoffer, modstå miljømæssig stress og modstå sygdomme og skadedyr. De dominerende svampe i resultaterne af denne undersøgelse er hovedsageligt Ascomycota og Basidiomycota, mens de dominerende bakterier hovedsageligt er Actinobacteria, Proteobacteria, Cyanobacteria og Acidobacteria. Derudover omfatter SE også Firmicutes, Myxomycetes og Chloroflexites, og TE omfatter også Bacteroidetes. Tidligere undersøgelser har vist, at Bacillus-slægten under Firmicutes-slægten, Rhizobium-slægten og Chronic Rhizobium-slægten under Proteobacteria-slægten og Actinobacteria-slægten under Actinobacteria-slægten er almindelige kvælstoffikserende bakterier, der kan fremme væksten ved at binde kvælstofelementer i omgivelserne. De er nøglefaktorer, der påvirker Dendrobium-planternes optagelse og omdannelse af næringsstoffer. SE-fordel: Svampe af slægten Trichoderma og bakterier af slægten Bacillus kan fremme produktionen af metabolitter, der er gavnlige for orkidéers vækst. Fusarium-svampe, som er patogene bakterier, har en højere relativ forekomst i SE end i TE, hvilket er en af årsagerne til sygdommen i SE Dendrobium officinale-planter. Desuden kan berigelsen af Fusarium-svampe og Ralstonia-bakterier i TE let føre til rodbrand i Dendrobium officinale-planter, hvilket hænger sammen med træmatrixens egenskaber, såsom let optagelse af vand, manglende luftgennemtrængelighed og let skimmelvækst.
Dannelsen af endofytiske bakterier i lægeplanter er tæt forbundet med kvaliteten af medicinske materialer. I øjeblikket er der litteraturrapporter om den signifikante sammenhæng mellem aktive ingredienser og endofytiske bakterier, hvilket er af stor betydning for at afsløre indflydelsen af plantemiljøfaktorer på kvaliteten af medicinske materialer og mekanismen for dannelse af autentiske medicinske materialer. Der er i øjeblikket ingen forskning, der rapporterer om sammenhængen mellem endofytiske bakterier og aktive ingredienser i rødderne af Dendrobium nobile. Dendrobine er en karakteristisk komponent i Dendrobium officinale. 2020-udgaven af den kinesiske farmakopé foreskriver, at indholdet af dendrobin i Dendrobium officinale ikke bør være mindre end 0,4%. Forskningsresultaterne viser, at indholdet af dendrobin i begge epifytiske metoder af Dendrobium officinale opfylder kravene, og SE er højere end TE. Indholdet af totale alkaloider og flavonoider er højere end TE, mens indholdet af totale polysaccharider er lavere end TE. Der blev udført korrelationsanalyse mellem de udvalgte fordelagtige bakteriegrupper og nøglearter og indholdet af aktive ingredienser, og for første gang blev det konstateret, at den relative overflod af Pseudomonas- og Rhizobium-bakterier beriget i SE var signifikant positivt korreleret med indholdet af dendrobin; Berigelsen af termofile syrebakterier, heterotrofe alger og kædesyreofile bakterier i TE viste en signifikant negativ korrelation med indholdet af dendrobin. Blandt dem var rhizobia de dominerende gavnlige bakterier i SE, hvilket tyder på, at SE-matrix er let at berige og fremme det dominerende samfund af dendrobinproduktion og -akkumulering. Undersøgelsen viste også, at de berigede samfund i SE var signifikant positivt korreleret med det samlede indhold af alkaloider og flavonoider og signifikant negativt korreleret med polysaccharider; TE er signifikant negativt korreleret med indholdet af samlede alkaloider og flavonoider og signifikant positivt korreleret med polysaccharider. Endofytiske bakterier kan deltage direkte i syntesen af medicinske plantemetabolitter og fremkalde produktionen af sekundære metabolitter. Derfor er det berigede endofytiske bakteriesamfund i SE befordrende for ophobningen af dendrobin, alkaloider og flavonoider, mens TE er befordrende for ophobningen af polysaccharider, hvilket fremmer væksten af Dendrobium officinale og forbedrer kvaliteten af medicinske materialer.
Simulerede dyrkningsteknikker kan forbedre lægeplanters immunsystem og modstandsdygtighed over for miljømæssig stress. Det endofytiske bakteriesamfund i lægeurter er tæt forbundet med vækst og udvikling af Dendrobium-planter. Dendrobium officinale er en særlig epifytisk mykorrhizaplante, og det epifytiske substrat er et vigtigt medium for planter til at absorbere næringsstoffer og vand. Væksten og udviklingen af planternes rodmikroorganismer påvirkes af typen af substrat. Stensubstrater er mere næringsfattige og vandfattige end træsubstrater. Derfor er det dominerende bakteriesamfund i rødderne af Dendrobium officinale mere rigeligt, og stensubstratet er lettere at berige det endofytiske bakteriesamfund, der fremmer kvælstoffiksering, vækst og ophobning af metabolitter, hvilket forbedrer kvaliteten af lægeurter og lægger grundlaget for undersøgelsen af sammenhængen mellem "substrat rod endofytiske bakterier plantevækst" i Dendrobium officinale. Dette giver et videnskabeligt grundlag for "sejren for dem, der vokser på sten" i Dendrobium officinale. Sætningen er:. Samtidig har tidligere undersøgelser vist, at endofytiske bakterier i rødderne på Dendrobium-planter kan fremme optagelsen af grundstoffer i matricen, og der er en vis sammenhæng mellem indholdet af mineralske grundstoffer i matricen og indholdet af medicinske komponenter. Der er behov for yderligere forskning i forholdet mellem indholdet af SE- og TE-matrixmineralstoffer og vækst og udvikling, ophobning af sekundære metabolitter og endofytiske bakterier i Dendrobium-planter.