Gehalt an Paclitaxel sowie Isolierung, Reinigung und Artenbestimmung von Mykorrhizapilzen in der s\u00fcdchinesischen Eibe
\nMykorrhiza ist eine symbiotische Beziehung zwischen Bodenpilzen und Pflanzenwurzeln. Als n\u00fctzliche Mikroorganismen, die mit der \u00fcberwiegenden Mehrheit der Pflanzenwurzeln eine mutualistische Symbiose eingehen k\u00f6nnen, konzentriert sich die Forschung \u00fcber Mykorrhizapilze haupts\u00e4chlich auf ihre spezifische morphologische Struktur und ihre Funktionen. Das Mykorrhizapilzmyzel infiziert die Wurzeln von Wirtspflanzen, die noch nicht korkartig geworden sind, und bildet eine Pilzh\u00fclle auf der Oberfl\u00e4che der Wurzelspitze, ein Hartian-Netzwerk in der Wurzelrinde und ausgedehnte Hyphen au\u00dferhalb der Wurzeln. Mykorrhizapilze sind in der Lage, das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen zu f\u00f6rdern, die Stress- und Krankheitsresistenz von Pflanzen zu erh\u00f6hen, die Aufnahme und Verwertung von Mineralstoffen (insbesondere N und P) durch die Pflanzen zu verbessern, die Absorptionsfl\u00e4che der Pflanzenwurzeln zu vergr\u00f6\u00dfern, die Effizienz der Wassernutzung zu verbessern, die Aufnahme und Verwertung von Mineralstoffen zu f\u00f6rdern, den Kohlenstoffkreislauf im K\u00f6rper zu verbessern und den prim\u00e4ren und sekund\u00e4ren Stoffwechsel von Pflanzen zu beeinflussen, indem sie ein dichtes Myzelnetz zwischen Rhizosph\u00e4renboden und Wurzelrindenzellen bilden. Mykorrhizapilze gehen mit den meisten Landpflanzen enge symbiotische Beziehungen ein, und verschiedene Pilze k\u00f6nnen gleichzeitig in einzelne Wurzelsegmente eindringen. Zus\u00e4tzlich zu den oben erw\u00e4hnten biologischen und physiologischen \u00f6kologischen Wirkungen beeinflussen sie auch den Sekund\u00e4rstoffwechsel der Pflanzenwurzeln und sind daran beteiligt, aber es gibt nur wenige Forschungsberichte dar\u00fcber.
\nTaxus chinensis var. mairei ist eine national gesch\u00fctzte Pflanze erster Klasse und eine in China verbreitete Variet\u00e4t von Taxus. Sie geh\u00f6rt zu den Reliktarten aus dem Quart\u00e4r und ist haupts\u00e4chlich s\u00fcdlich des Jangtse-Flussbeckens verbreitet. Die Pflanzen der Gattung Taxus gelten derzeit weltweit als gef\u00e4hrdete, seltene nat\u00fcrliche Pflanzen gegen Krebs. Ihre Wurzeln, St\u00e4ngel und Bl\u00e4tter enthalten alle nat\u00fcrliche krebsbek\u00e4mpfende Wirkstoffe wie Paclitaxel und dessen Vorl\u00e4ufer 10-DAB \u2162 sowie Taxanverbindungen. Auf der Suche nach neuen medizinischen Quellen gibt es daher viele Forschungsberichte \u00fcber endophytische Pilze der s\u00fcdchinesischen Eibe, aber nur sehr wenige Forschungsberichte \u00fcber Mykorrhizapilze der s\u00fcdchinesischen Eibe. Als Zhang Xiangyu et al. die Verteilung des Paclitaxel-Gehalts in verschiedenen Organen und Geweben der s\u00fcdchinesischen Eiben untersuchten, stellten sie fest, dass der h\u00f6chste Paclitaxel-Gehalt in den faserigen Wurzeln zu finden war, der 0,101% betrug. Sp\u00e4ter untersuchten Gong Xueyuan et al. die Faserwurzeln weiter und stellten fest, dass sie einige Mykorrhizapilze enthielten. Nach Isolierung und Kultivierung wurden 21 Mykorrhizapilze aus den Mykorrhizageweben gewonnen. Durch Fl\u00fcssigfermentation in Reinkultur wurde festgestellt, dass 4 von ihnen 10-DAB III produzierten, aber kein Paclitaxel, und 6 produzierten Paclitaxel, aber kein 10-DAB III. Die Artenbestimmung von 21 Mykorrhizapilzen wurde jedoch nicht durchgef\u00fchrt. Nach dem Sezieren der Mykorrhizapilze in dieser Studie wurde im zentralen Bereich ein roter Strukturbereich gefunden (siehe Abbildung 1), mit d\u00fcnnwandigen Zellen au\u00dferhalb. Das Sezieren und Absch\u00e4len des roten Strukturbereichs ergab, dass es sich um das urspr\u00fcngliche Wurzelgewebe handelte. Nach Tests und Untersuchungen wurde festgestellt, dass der Paclitaxel-Gehalt 0,209% betrug, was 0,065% h\u00f6her war als der der faserigen Wurzel. In dieser Studie wurde auch eine wechselseitige Kultivierung zwischen Mykorrhizapilzen der s\u00fcdchinesischen Eibe und ihrem Stammkallusgewebe durchgef\u00fchrt, und es wurde festgestellt, dass der Paclitaxel-Gehalt im Kallusgewebe nach der Interaktion deutlich anstieg. Die arbuskul\u00e4re Mykorrhiza-Scheide ist die einzige anatomische Schl\u00fcsselstruktur, die von Mykorrhizapilzen im Vergleich zu gew\u00f6hnlichen faserigen Wurzeln hinzugef\u00fcgt wird. Daher sollten die Mykorrhizapilze in der arbuskul\u00e4ren Mykorrhiza-Scheide der Schl\u00fcsselfaktor f\u00fcr die hohe Akkumulation von Paclitaxel im urspr\u00fcnglichen Wurzelgewebe von Mykorrhizapilzen sein. Um den Zusammenhang zwischen diesen beiden Faktoren aufzudecken, wurden in dieser Studie die Untersuchungen zur Isolierung und Reinigung von Mykorrhizapilzen in der s\u00fcdchinesischen Eibe mit Hilfe der Gewebekulturmethode wieder aufgenommen. Es war geplant, die Arten dieser Mykorrhizapilze durch morphologische Beobachtung und molekularbiologische Techniken zu identifizieren, um Informationen \u00fcber den Korrelationsmechanismus zu erhalten. Im Vergleich zu den Forschungsberichten in der einschl\u00e4gigen Literatur wurde festgestellt, dass es signifikante Unterschiede zwischen der Artenvielfalt der Mykorrhizapilze im Wurzelgewebe der s\u00fcdchinesischen Eibe und der endogenen Pilzbiodiversit\u00e4t in anderen Organgeweben der s\u00fcdchinesischen Eibenpflanzen gibt, Die Erforschung der Vielfalt der Organismen, die an der Biosynthese von Paclitaxel beteiligt sind, und der Interaktion zwischen Mykorrhizapilzen und Pflanzen zur Produktion von Sekund\u00e4rmetaboliten ist von gro\u00dfer wissenschaftlicher Bedeutung.<\/p>\n
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Weltweit gibt es 11 Arten von Taxus-Pflanzen, darunter 1 Sorte und 1 Hybride. Von ihnen sind 9 Arten von Taxus-Endophyten in der Lage, Paclitaxel zu produzieren. Li et al. kultivierten ein Paclitaxel-produzierendes endophytisches Pilzkulturmedium zusammen mit in Suspension gez\u00fcchteten Zellen von Taxus cuspidata, und die Ergebnisse zeigten, dass es nicht nur die Freisetzungsrate von Paclitaxel erh\u00f6hte, sondern auch keine signifikante Sch\u00e4digung der Zellmembran von Taxus cuspidata verursachte, was darauf hindeutet, dass das endophytische Pilzfermentationsmedium die funktionelle Aktivit\u00e4t der Aktivierung von Enzymen im Zusammenhang mit dem aktiven Transport von Paclitaxel haben k\u00f6nnte. Es gibt auch Studien, die zeigen, dass die Ko-Kultur von Haselnussbaumzellen und -st\u00e4mmen wirksam ist, wobei die Pilzimpfung und die Ko-Kulturzeit wichtige Faktoren sind, um eine maximale Paclitaxelproduktion in diesem Ko-Kultursystem zu erreichen. Es gibt jedoch keinen eindeutigen Bericht \u00fcber die biologische Beziehung zwischen endophytischen Pilzen und Taxus chinensis-Zellen bei der Biosynthese von Paclitaxel. Gong et al. berichteten, dass s\u00fcdliche Taxus chinensis-Mykorrhizapilze in der Lage sind, Paclitaxel und 10-DAB \u2162 zu produzieren, aber nach der Subkultur schnell zerfallen und verschwinden. Daher ist der Korrelationsmechanismus zwischen Mykorrhizapilzen und h\u00f6herem Paclitaxel-Gehalt in Mykorrhizapilz-Primitivwurzelgeweben noch f\u00fcr weitere Forschungen von Bedeutung.
\nEs gibt Monographien, die die Chinesische Eibe als endophytische Mykorrhizapflanze einstufen und darauf hinweisen, dass die s\u00fcdliche Chinesische Eibe mit arbuskul\u00e4ren Mykorrhizapilzen arbuskul\u00e4re Vesikel bilden kann. Die morphologische Vielfalt der Sporen reicht nicht aus, um die tats\u00e4chliche Vielfalt der Pilze in \u00d6kosystemen zu erkennen. Die Anwendung molekularbiologischer Techniken bei der Erforschung von Mykorrhizapilzen kann deren taxonomische Vielfalt deutlich erh\u00f6hen. Studien haben gezeigt, dass die genetische Vielfalt innerhalb von Populationen und sogar innerhalb einzelner Sporen hoch ist. Dar\u00fcber hinaus gibt es Hinweise darauf, dass Unterschiede in der Zusammensetzung von Mykorrhizapilzgemeinschaften unterschiedliche Auswirkungen auf Pflanzen haben und m\u00f6glicherweise eine Rolle bei der Bestimmung der Pflanzenvielfalt, der Vielfalt von \u00d6kosystemen und der Produktivit\u00e4t spielen k\u00f6nnen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass die Mykorrhizapilze der s\u00fcdchinesischen Eibe eine andere mikrobielle Gemeinschaft aufweisen als endophytische Pilze in anderen Organgeweben. Das urspr\u00fcngliche Wurzelgewebe hat einen viel h\u00f6heren Gehalt an Paclitaxel als gew\u00f6hnliche Wurzeln und andere Organgewebe, und die Interaktion zwischen Kallusgewebe und Mykorrhizapilzen kann den Paclitaxelgehalt erh\u00f6hen. Daher ist der synergistische Mechanismus zwischen Mykorrhizapilzen und den Wurzelzellen der s\u00fcdchinesischen Eibe bei der Biosynthese von Paclitaxel eine wichtige Richtung, die es zu untersuchen gilt. Dies ist von gro\u00dfer wissenschaftlicher Bedeutung und hat einen hohen Anwendungswert f\u00fcr die Entwicklung und Nutzung von Mykorrhizapilzen und die effiziente gr\u00fcne Produktion nat\u00fcrlicher organischer Wirkstoffe.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Content of paclitaxel and isolation, purification, and species identification of mycorrhizal fungi in southern Chinese yew Mycorrhiza is a symbiotic relationship between soil fungi and plant roots. As a beneficial microorganism that can establish mutualistic symbiosis with the vast majority of plant roots, research on mycorrhizal fungi mainly focuses on their specific morphological structure and […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n