Estudio comparativo y correlacional de la composición química y las bacterias endofíticas de dos métodos epifíticos de Dendrobium nobile bajo cultivo simulado
El uso medicinal del Dendrobium officinale se registró por primera vez en el "Shennong Bencao Jing" y está clasificado como de alto grado con una larga historia. El nombre "Dendrobium nobile Lindl." procede del "Compendio de Materia Médica" de la dinastía Song. El Dendrobium nobile Lindl. es una planta herbácea epífita perteneciente a la familia Orchidaceae y es una de las variedades medicinales de Dendrobium incluidas en la Farmacopea China. El "Compendium of Materia Medica" la registra como "agrupada en rocas. Sus tallos y hojas son todos verdes, mientras que sus tallos y hojas son amarillos, y florece con flores rojas. Se encuentra en todas partes, y la de Sichuan es la mejor". El Comentario al Compendio de Materia Médica afirma: "El Dendrobium crece en las piedras, fino y sólido... En los robles, se llama Dendrobium. Crece hasta el punto de deficiencia y no contiene píldoras ni polvo, pero puede utilizarse para hacer sopa con manchas de vino". El "Compendio de Materia Médica" registra: "Sólo las que crecen sobre piedras son superiores. También están las que crecen en los robles, llamadas dendrobium, que no sirven para nada". El "Compendium of Materia Medica" también registra: "Es difícil encontrar Dendrobium eficaces, pero es inútil obtener Dendrobium". Se puede ver que a lo largo de la historia, ha habido registros de que el Dendrobium es superior al Dendrobium.
La investigación moderna ha demostrado que los ingredientes activos del Dendrobium nobile incluyen alcaloides, flavonoides, polisacáridos, compuestos bencílicos y sus derivados, que tienen efectos protectores sobre la mucosa gástrica y las neuronas, actividades antitumorales, antioxidantes y de regulación inmunológica. Debido a su baja tasa de reproducción, lento crecimiento y estrictos requisitos de hábitat en su estado natural, así como a la sobreexcavación humana y la destrucción del hábitat, la aplicación de técnicas de cultivo artificial como el cultivo en invernadero y el cultivo en ambiente simulado bajo bosque ha mejorado en gran medida el problema de la escasez de recursos de Dendrobium officinale. Entre ellas, la técnica de cultivo en entorno simulado que simula el hábitat silvestre de las plantas medicinales se ha aplicado a Dendrobium officinale, reflejando el desarrollo coordinado de la producción medicinal y el entorno ecológico, con piedras adheridas y árboles como principales modos de cultivo. En estudios anteriores se ha evaluado exhaustivamente la calidad de Dendrobium chrysotoxum desde el punto de vista del contenido de principios activos y del rendimiento, y se ha constatado que es superior al cultivo de Dendrobium chrysotoxum. Además, nuestro grupo de investigación ha informado anteriormente de que el contenido relativo de metabolitos secundarios alcaloides y flavonoides de Dendrobium officinale es superior al de Dendrobium officinale, y la actividad antioxidante de Dendrobium officinale es superior a la de Dendrobium officinale.
Los hongos endofíticos están estrechamente relacionados con la calidad de las hierbas medicinales y los patrones de crecimiento de las plantas, entre los que destacan los hongos micorrícicos, una estructura micorrícica típica de las orquídeas, y la simbiosis micorrícica acompaña todo el ciclo vital de las plantas. El método de cultivo es un factor importante que afecta a la microbiota radicular y a la calidad de los materiales medicinales. Por ejemplo, la composición y distribución de las bacterias endofíticas en Dendrobium officinale se ven afectadas por diferentes métodos de cultivo y partes de tejido. Las bacterias endofíticas también pueden mejorar significativamente la resistencia al estrés de las plantas de Dendrobium y promover el crecimiento de la planta y la acumulación de metabolitos secundarios. El equipo de investigación realizó estudios preliminares sobre los microorganismos de la rizosfera de Dendrobium officinale utilizando dos tipos de sustratos epífitos: piedra y madera. Se descubrió que la abundancia relativa de especies fúngicas en la rizosfera de Dendrobium officinale era mayor, y los géneros bacterianos dominantes eran más evidentes. Esto sugiere que los sustratos epífitos son un factor clave que afecta a los microorganismos de la rizosfera de Dendrobium officinale. Sin embargo, en la actualidad no existen investigaciones que informen de las diferencias entre los distintos sustratos epifitos de Dendrobium nobile desde la perspectiva de las bacterias endofíticas de las raíces.
Por lo tanto, en este estudio, se utilizaron las tecnologías 16S e ITS para secuenciar las bacterias endófitas en las raíces de Dendrobium officinale bajo cultivo simulado de cultivo epidérmico de piedra (SE) y cultivo epidérmico de árbol (TE), y se analizó preliminarmente la correlación entre bacterias endófitas y dendrobina, alcaloides totales, flavonoides totales y polisacáridos totales. Se estudiaron la diversidad y las diferencias de las bacterias endófitas en las raíces de Dendrobium officinale bajo dos modos de fijación diferentes, y se exploraron los patrones de acumulación de bacterias endófitas y metabolitos secundarios enriquecidos en Dendrobium officinale bajo diferentes modos de fijación para investigar la correlación entre las bacterias endófitas y los metabolitos secundarios en las raíces de Dendrobium officinale. Sentar las bases y proporcionar fundamentos científicos para el dicho "el que crece en la piedra, gana" en Dendrobium officinale.

Este artículo analiza por primera vez la diversidad y las diferencias de las bacterias endofíticas en las raíces de Dendrobium chrysotoxum bajo cultivo en ambiente simulado, y por primera vez las correlaciona con el contenido de los principales componentes químicos. Los resultados de la investigación muestran que existen diferencias en el enriquecimiento de bacterias endofíticas en las raíces de Dendrobium chrysotoxum bajo los dos métodos epifíticos, y la abundancia relativa de bacterias endofíticas está correlacionada con el contenido de componentes químicos.
La microbiota radicular de las plantas medicinales desempeña un papel importante en la obtención de nutrientes, la resistencia al estrés ambiental y la resistencia a enfermedades y plagas. Los hongos dominantes en los resultados de este estudio son principalmente Ascomycota y Basidiomycota, mientras que las bacterias dominantes son principalmente Actinobacteria, Proteobacteria, Cianobacteria y Acidobacteria. Además, SE también incluye Firmicutes, Myxomycetes y Chloroflexites, y TE también incluye Bacteroidetes. Estudios anteriores han demostrado que el género Bacillus del filo Firmicutes, el género Rhizobium y el género Chronic Rhizobium del filo Proteobacteria, y el género Actinobacteria del filo Actinobacteria son bacterias comunes fijadoras de nitrógeno que pueden promover el crecimiento mediante la fijación de elementos nitrogenados en el medio ambiente. Son factores clave que afectan a la absorción y transformación de nutrientes por parte de las plantas Dendrobium. Ventaja SE: Los hongos del género Trichoderma y las bacterias del género Bacillus pueden promover la producción de metabolitos beneficiosos para el crecimiento de las orquídeas. Los hongos Fusarium, como bacterias patógenas, tienen una mayor abundancia relativa en SE que en TE, lo cual es una de las razones de la enfermedad en las plantas SE de Dendrobium officinale. Además, el enriquecimiento de hongos Fusarium y bacterias Ralstonia en TE puede conducir fácilmente a la pudrición de la raíz en las plantas de Dendrobium officinale, lo que está relacionado con las características de la matriz de madera, como la fácil absorción de agua, la falta de permeabilidad al aire y el fácil crecimiento de moho.
La formación de bacterias endofíticas en las plantas medicinales está estrechamente relacionada con la calidad de los materiales medicinales. En la actualidad, existen informes bibliográficos sobre la correlación significativa entre los principios activos y las bacterias endofíticas, lo cual es de gran importancia para revelar la influencia de los factores ambientales de las plantas en la calidad de los materiales medicinales y el mecanismo de formación de materiales medicinales auténticos. En la actualidad no existen investigaciones que informen sobre la correlación entre las bacterias endofíticas y los principios activos en las raíces de Dendrobium nobile. La dendrobina es un componente característico de Dendrobium officinale. La edición de 2020 de la Farmacopea China estipula que el contenido de dendrobina en Dendrobium officinale no debe ser inferior a 0,4%. Los resultados de la investigación muestran que el contenido de dendrobina en ambos métodos epifíticos de Dendrobium officinale cumple los requisitos, y SE es superior a TE. El contenido de alcaloides y flavonoides totales es superior al TE, mientras que el contenido de polisacáridos totales es inferior al TE. Se llevó a cabo un análisis de correlación entre los grupos bacterianos ventajosos seleccionados y las especies clave y el contenido de ingredientes activos, y por primera vez, se encontró que la abundancia relativa de bacterias Pseudomonas y Rhizobium enriquecidas en SE estaba significativamente correlacionada positivamente con el contenido de dendrobina; El enriquecimiento de bacterias ácidas termófilas, algas heterótrofas y bacterias acidófilas en cadena en TE mostró una correlación negativa significativa con el contenido de dendrobina. Entre ellas, los rizobios fueron las bacterias beneficiosas dominantes en SE, lo que sugiere que la matriz SE es fácil de enriquecer y promover la comunidad dominante de producción y acumulación de dendrobina. El estudio también encontró que las comunidades enriquecidas en SE fueron significativamente correlacionadas positivamente con el contenido total de alcaloides y flavonoides totales, y significativamente correlacionadas negativamente con los polisacáridos; TE es significativamente correlacionada negativamente con el contenido de alcaloides y flavonoides totales, y significativamente correlacionada positivamente con los polisacáridos. Las bacterias endofíticas pueden participar directamente en la síntesis de metabolitos de plantas medicinales e inducir la producción de metabolitos secundarios. Por lo tanto, la comunidad bacteriana endofítica enriquecida en SE favorece la acumulación de dendrobina, alcaloides y flavonoides, mientras que TE favorece la acumulación de polisacáridos, promoviendo así el crecimiento de Dendrobium officinale y mejorando la calidad de los materiales medicinales.
Las técnicas de cultivo simuladas pueden mejorar el sistema inmunitario y la resistencia al estrés ambiental de las plantas medicinales. La comunidad bacteriana endofítica de las hierbas medicinales está estrechamente relacionada con el crecimiento y el desarrollo de las plantas Dendrobium. Dendrobium officinale es una planta micorrícica epífita especial, y el sustrato epífito es un medio importante para que las plantas absorban nutrientes y agua. El crecimiento y desarrollo de los microorganismos de las raíces de las plantas se ven afectados por el tipo de sustrato. Los sustratos de piedra son más pobres en nutrientes y agua que los sustratos leñosos. Por lo tanto, la comunidad bacteriana dominante en las raíces de Dendrobium officinale es más abundante, y el sustrato de piedra es más fácil de enriquecer la comunidad bacteriana endófita que promueve la fijación de nitrógeno, el crecimiento y la acumulación de metabolitos, lo que mejora la calidad de las hierbas medicinales y sienta las bases para el estudio de la correlación entre "sustrato raíz bacterias endófitas crecimiento de la planta" en Dendrobium officinale. Esto proporciona una base científica para la "victoria de los que crecen en las piedras" en Dendrobium officinale. La frase es la siguiente:. Al mismo tiempo, estudios anteriores han descubierto que las bacterias endofíticas de las raíces de las plantas de Dendrobium pueden promover la absorción de elementos de la matriz, y existe cierta correlación entre el contenido de elementos minerales de la matriz y el contenido de componentes medicinales. Se necesitan más investigaciones sobre la relación entre el contenido de elementos minerales de la matriz SE y TE y el crecimiento y desarrollo, la acumulación de metabolitos secundarios y las bacterias endofíticas en las plantas de Dendrobium.