Identificación y estudio de la actividad antibacteriana de una bacteria endofítica antagonista HJ-3 en Polygonatum sibiricum
Los endófitos son un tipo de organismo que habita en los tejidos sanos de las plantas y establece una relación simbiótica armoniosa con la planta huésped durante un largo periodo de evolución. La investigación ha descubierto que las bacterias endófitas de las plantas tienen un gran potencial de aplicación en el control biológico de enfermedades vegetales. También hay estudios que indican que las bacterias endofíticas de las plantas pueden producir metabolitos iguales o similares a los del huésped, especialmente algunos metabolitos producidos por bacterias endofíticas medicinales que tienen buenos efectos terapéuticos en enfermedades humanas. Se han descrito como agentes terapéuticos para enfermedades como el cáncer, los tumores y las infecciones bacterianas y fúngicas. Por ejemplo, Bos et al. informaron de que los extractos endófitos aislados de la planta medicinal tradicional canadiense Heraclium maximum tienen actividad antimicobacteriana y pueden estudiarse como productos naturales anticancerígenos; Seo et al. descubrieron que las bacterias endófitas del rábano tienen actividad antibacteriana contra patógenos y pueden utilizarse como agentes de control biológico contra patógenos humanos y vegetales, entre otros.

Polygonatum cyrtonema, una planta de la familia Liliaceae, se compone principalmente de saponinas esteroideas y polisacáridos de Polygonatum. Tiene importantes efectos farmacológicos en la mejora de la inmunidad, propiedades antitumorales, hipoglucemiantes y antibacterianas. Como planta medicinal y comestible, se ha utilizado ampliamente en los campos de la medicina, la alimentación, la cosmética, etc. Sin embargo, la mayoría de los productos aún se encuentran en la fase inicial de procesamiento, y es necesario seguir investigando los ingredientes activos de Polygonatum sibiricum para desarrollar productos de Polygonatum sibiricum más procesados. Hay pocos informes sobre hongos endofíticos de Polygonatum sibiricum, por ejemplo, Li aisló hongos endofíticos con actividad antibacteriana de Polygonatum sibiricum del Monte Taishan; Wang aisló hongos endofíticos de Zhejiang Polygonatum sibiricum y estudió sus metabolitos antibacterianos. Y las bacterias endofíticas de las plantas varían en función de la región de la planta huésped, las fases de crecimiento, la localización de los tejidos y los tipos. Bai, Zhai y otros examinaron cepas endofíticas de Bacillus subtilis y Bacillus subtilis de Anhui Polygonatum sibiricum y realizaron estudios de actividad antibacteriana. En este estudio, se aisló otra cepa endofítica HJ-3 con efectos antagonistas de Polygonatum sibiricum en la provincia de Anhui. Se clasificó, identificó, estudió su actividad y se analizaron sus metabolitos, con el fin de sentar las bases para el enriquecimiento de los recursos bacterianos endófitos de Polygonatum sibiricum y su desarrollo y utilización.

Las bacterias endofíticas producen muchas sustancias bioactivas con valor medicinal durante la simbiosis con sus huéspedes, que tienen un valor potencial en la prevención y el control de enfermedades humanas como el cáncer, antibacterianas y antioxidantes, así como en el campo del control de plagas agrícolas. Existen muchos informes de investigación sobre bacterias endofíticas tanto a nivel nacional como internacional. Por ejemplo, Halim et al. aislaron dos bacterias endofíticas, BCA3 y BCA12, de las raíces y las hojas de arrozales, y descubrieron que tienen una actividad antagonista positiva contra el tizón bacteriano de la hoja (BLB); Botrytis cinerea es uno de los patógenos fúngicos más importantes después de la cosecha. Chao et al. examinaron bacterias endofíticas de diferentes plantas y descubrieron que tienen efectos de biocontrol sobre Botrytis cinerea en tomates; El estudio sobre el hongo endofítico HJ-3 obtenido en este proyecto descubrió que tiene efectos antagonistas sobre hongos patógenos de plantas y exhibe una actividad antagonista de amplio espectro. Zhang et al. aislaron una bacteria antagonista de amplio espectro XS-2 de espigas de trigo y descubrieron que tiene efectos inhibitorios sobre seis patógenos de plantas, entre ellos Fusarium graminearum, el patógeno del tizón de la cabeza por Fusarium (FHB), y Fusarium oxysporum, el patógeno del algodón. La zona de inhibición oscila entre 10 y 29,58 mm, lo que la convierte en un valioso recurso biológico para el desarrollo de agentes de biocontrol. La bacteria endófita HJ-3 obtenida en este estudio tiene el mismo efecto inhibidor sobre hongos patógenos de plantas como Fusarium graminearum y Fusarium graminearum. La diferencia es que la bacteria endofítica no se aisló de cultivos, sino de la planta medicinal Polygonatum sibiricum. Los científicos han demostrado que el aislamiento de bacterias endofíticas de plantas, especialmente de algunas plantas medicinales, puede inhibir el crecimiento de bacterias y hongos patógenos. Esto puede deberse a la producción de metabolitos durante el proceso simbiótico entre las bacterias endofíticas y las plantas medicinales, que tienen efectos inhibidores sobre plagas, enfermedades o patógenos. Bai et al. aislaron las cepas endofíticas HJ-1 y HJ-2 de la planta medicinal Polygonatum sibiricum, y descubrieron que sus productos de fermentación tenían buenos efectos inhibidores sobre bacterias patógenas como Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus. En este estudio, se aisló la cepa endofítica HJ-3 de la planta medicinal Polygonatum sibiricum, que también mostró amplios efectos antibacterianos sobre bacterias patógenas comunes. Sin embargo, este estudio se centró en explorar el efecto antagonista de las bacterias endófitas sobre los hongos patógenos de las plantas, enriqueciendo así el valor potencial de aplicación de las bacterias endófitas en Polygonatum sibiricum. Los datos existentes indican que el cribado de bacterias endófitas de plantas medicinales para la producción de compuestos bioactivos con valor medicinal, especialmente a partir de bacterias endófitas de plantas huésped en peligro de extinción, se ha convertido en una importante fuente de compuestos bioactivos para el desarrollo de nuevos fármacos.

El proyecto consiste en cribar una cepa endofítica HJ-3 de la auténtica hierba medicinal de Anhui Polygonatum sibiricum. Tras la identificación morfológica preliminar y la secuenciación biológica molecular del ARNr 16S, la cepa se identificó como Bacillus velezensis. Bacillus thuringiensis se utiliza ampliamente en los campos de la industria, la agricultura y la protección del medio ambiente debido a su actividad antibacteriana de amplio espectro, la promoción del crecimiento de las plantas y su potencial como biosurfactante. También puede utilizarse como agente microbiano para piensos y se espera que desempeñe un papel más importante en la atención sanitaria. Pero diferentes cepas de la misma especie B Velezensis tiene diferencias funcionales, por lo que se necesita una mayor exploración de B. en la naturaleza Desarrollar y utilizar nuevas cepas funcionales de los recursos de cepas velezensis. Chi et al. también aislaron la cepa ZJKU-3 de Bacillus velezensis de Polygonatum multiflorum y estudiaron la actividad antagonista de las bacterias endofíticas y sus metabolitos contra Fusarium oxysporum. La B. separada en este estudio La cepa velezensis HJ-3 tiene efectos inhibitorios sobre hongos patógenos de plantas, incluidos Fusarium oxysporum, Fusarium oxysporum, Fusarium graminearum, Fusarium graminearum y Fusarium oxysporum, además de Fusarium oxysporum. En particular, tiene un efecto inhibidor muy significativo sobre Fusarium oxysporum, seguido de Fusarium oxysporum, Fusarium oxysporum, Fusarium oxysporum y Fusarium oxysporum. Se puede observar que la bacteria endófita HJ-3 obtenida en este estudio tiene una actividad antagonista de amplio espectro contra hongos patógenos comunes de las plantas, y los resultados de su investigación tienen cierta importancia orientativa para el control biológico de plagas y enfermedades agrícolas. Además, la investigación ha descubierto que los productos de fermentación de la cepa endofítica HJ-3 presentan amplios efectos antibacterianos sobre bacterias comunes, especialmente sobre Staphylococcus aureus, que tiene el efecto antibacteriano más significativo. El Staphylococcus aureus es un patógeno clínico común y su resistencia a los antibióticos es muy frecuente. Por lo tanto, encontrar fármacos antibacterianos eficaces, especialmente nuevos tipos de fármacos antibacterianos a partir de productos naturales, es de gran importancia para la prevención y el tratamiento de enfermedades bacterianas, y es también uno de los métodos para resolver el problema de la resistencia bacteriana.

La investigación anterior demuestra que la cepa endofítica HJ-3 seleccionada de la medicina tradicional china Huangjing tiene un importante efecto antagonista sobre varios hongos patógenos de plantas, y sus productos de fermentación pueden inhibir el crecimiento de bacterias comunes como Escherichia coli. Mediante UPLC-MS/MS, se detectaron compuestos fenólicos 5,5 '- metilenbis (2-terc-butil-4-metilfenol) a partir de los productos de fermentación de las bacterias endofíticas, y se obtuvieron tres compuestos de la misma serie. Los datos obtenidos en este estudio sentarán las bases para seguir explorando los principios activos de los productos de fermentación de los endófitos de Polygonatum sibiricum, y proporcionarán una base para la aplicación generalizada de fármacos endofíticos vegetales.