Identification et étude de l'activité antibactérienne d'une bactérie endophyte antagoniste HJ-3 dans Polygonatum sibiricum
Les endophytes sont un type d'organisme qui habite les tissus végétaux sains et établit une relation symbiotique harmonieuse avec la plante hôte au cours d'une longue période d'évolution. La recherche a montré que les bactéries endophytes présentes dans les plantes ont un grand potentiel d'application dans la lutte biologique contre les maladies des plantes. Des études indiquent également que les bactéries endophytes des plantes peuvent produire des métabolites identiques ou similaires à ceux de l'hôte, en particulier certains métabolites produits par des bactéries endophytes médicinales qui ont de bons effets thérapeutiques sur les maladies humaines. Ils ont été signalés comme agents thérapeutiques pour des maladies telles que le cancer, les tumeurs et les infections bactériennes et fongiques. Par exemple, Bos et al. ont rapporté que les extraits endophytiques isolés de la plante médicinale traditionnelle canadienne Heraclium maximum ont une activité anti-mycobactérienne et peuvent être étudiés en tant que produits naturels anticancéreux ; Seo et al. ont trouvé que les bactéries endophytiques du radis ont une activité antibactérienne contre les pathogènes et peuvent être utilisées comme agents de contrôle biologique contre les pathogènes humains et végétaux, parmi d'autres.

Le Polygonatum cyrtonema, une plante de la famille des Liliaceae, est principalement composé de saponines stéroïdiennes et de polysaccharides de Polygonatum. Il a d'importants effets pharmacologiques en renforçant l'immunité et en ayant des propriétés antitumorales, hypoglycémiques et antibactériennes. En tant que plante médicinale et comestible, elle a été largement utilisée dans les domaines de la médecine, de l'alimentation, des cosmétiques, etc. Cependant, la plupart des produits en sont encore au stade de la transformation initiale, et il est nécessaire de poursuivre les recherches sur les ingrédients actifs du Polygonatum sibiricum afin de développer des produits à base de Polygonatum sibiricum plus profondément transformés. Il existe peu de rapports sur les champignons endophytes du Polygonatum sibiricum, par exemple, Li a isolé des champignons endophytes ayant une activité antibactérienne à partir du Polygonatum sibiricum du Mont Taishan ; Wang a isolé des champignons endophytes du Polygonatum sibiricum du Zhejiang et a étudié leurs métabolites antibactériens. Les bactéries endophytes des plantes varient en fonction des régions, des stades de croissance, de la localisation des tissus et des types de plantes hôtes. Bai, Zhai et d'autres ont examiné des souches endophytiques de Bacillus subtilis et Bacillus subtilis de Anhui Polygonatum sibiricum et ont mené des études sur l'activité antibactérienne. Dans cette étude, une autre souche endophyte HJ-3 aux effets antagonistes a été isolée à partir de Polygonatum sibiricum dans la province d'Anhui. Elle a été classée, identifiée, étudiée pour son activité et analysée pour ses métabolites, afin de jeter les bases de l'enrichissement des ressources bactériennes endophytiques de Polygonatum sibiricum, de leur développement et de leur utilisation.

Les bactéries endophytes produisent de nombreuses substances bioactives à valeur médicinale au cours de la symbiose avec leurs hôtes, qui ont une valeur potentielle dans la prévention et le contrôle des maladies humaines telles que le cancer, les antibactériens et les antioxydants, ainsi que dans le domaine de la lutte contre les ravageurs agricoles. Il existe de nombreux rapports de recherche sur les bactéries endophytes, tant au niveau national qu'international. Par exemple, Halim et al. ont isolé deux bactéries endophytes, BCA3 et BCA12, à partir des racines et des feuilles de rizières, et ont constaté qu'elles avaient une activité antagoniste positive contre la brûlure bactérienne des feuilles (BLB) ; Botrytis cinerea est l'un des principaux pathogènes fongiques post-récolte. L'étude sur le champignon endophyte HJ-3 obtenu dans le cadre de ce projet a montré qu'il avait des effets antagonistes sur les champignons pathogènes des plantes et qu'il présentait une activité antagoniste à large spectre. Zhang et al. ont isolé une bactérie antagoniste à large spectre XS-2 à partir d'épillets de blé et ont constaté qu'elle avait des effets inhibiteurs sur six pathogènes végétaux, dont Fusarium graminearum, le pathogène de la fusariose de l'épi (FHB), et Fusarium oxysporum, le pathogène du coton. La zone d'inhibition se situe entre 10 et 29,58 mm, ce qui en fait une ressource biologique précieuse pour le développement d'agents de biocontrôle. La bactérie endophyte HJ-3 obtenue dans cette étude a le même effet inhibiteur sur les champignons phytopathogènes tels que Fusarium graminearum et Fusarium graminearum. La différence est que la bactérie endophyte n'a pas été isolée à partir de cultures, mais à partir de la plante médicinale Polygonatum sibiricum. Les scientifiques ont montré que l'isolement des bactéries endophytes des plantes, en particulier de certaines plantes médicinales, peut inhiber la croissance des bactéries et des champignons pathogènes. Cela peut être dû à la production de métabolites au cours du processus symbiotique entre les bactéries endophytes et les plantes médicinales, qui ont des effets inhibiteurs sur les ravageurs, les maladies ou les agents pathogènes. Bai et al. ont isolé les souches endophytiques HJ-1 et HJ-2 de la plante médicinale Polygonatum sibiricum et ont constaté que leurs produits de fermentation avaient de bons effets inhibiteurs sur les bactéries pathogènes telles que Pseudomonas aeruginosa et Staphylococcus aureus. Dans cette étude, la souche endophytique HJ-3 a été isolée à partir de la plante médicinale Polygonatum sibiricum, qui a également montré des effets antibactériens étendus sur des bactéries pathogènes communes. Cependant, cette étude s'est concentrée sur l'exploration de l'effet antagoniste des bactéries endophytes sur les champignons pathogènes des plantes, enrichissant ainsi la valeur d'application potentielle des bactéries endophytes dans Polygonatum sibiricum. Les données existantes indiquent que le criblage des bactéries endophytes des plantes médicinales pour la production de composés bioactifs ayant une valeur médicinale, en particulier à partir des bactéries endophytes des plantes hôtes menacées, est devenu une source importante de composés bioactifs pour le développement de nouveaux médicaments.

Le projet consiste à cribler une souche endophytique HJ-3 provenant de l'authentique herbe médicinale Anhui Polygonatum sibiricum. Après une identification morphologique préliminaire et un séquençage par biologie moléculaire de l'ARNr 16S, la souche a été identifiée comme étant Bacillus velezensis. Bacillus thuringiensis est largement utilisé dans les domaines de l'industrie, de l'agriculture et de la protection de l'environnement en raison de son activité antibactérienne à large spectre, de sa capacité à promouvoir la croissance des plantes et de son potentiel en tant que biosurfactant. Il peut également être utilisé comme agent microbien alimentaire et devrait jouer un rôle plus important dans les soins de santé. Mais les différentes souches de la même espèce B Velezensis ont des différences fonctionnelles, de sorte qu'une exploration plus poussée de B. dans la nature est nécessaire Développer et utiliser de nouvelles souches fonctionnelles de ressources de souches Velezensis. Chi et al. ont également isolé la souche ZJKU-3 de Bacillus velezensis à partir de Polygonatum multiflorum et ont étudié l'activité antagoniste des bactéries endophytes et de leurs métabolites contre Fusarium oxysporum. La souche HJ-3 de B. velezensis a des effets inhibiteurs sur les champignons phytopathogènes, y compris Fusarium oxysporum, Fusarium oxysporum, Fusarium oxysporum, Fusarium graminearum, Fusarium oxysporum, Fusarium graminearum et Fusarium oxysporum, en plus de Fusarium oxysporum. Il a un effet inhibiteur particulièrement important sur Fusarium oxysporum, suivi de Fusarium oxysporum, Fusarium oxysporum, Fusarium oxysporum, Fusarium oxysporum, Fusarium oxysporum et Fusarium oxysporum. On peut constater que la bactérie endophyte HJ-3 obtenue dans cette étude possède une activité antagoniste à large spectre contre les champignons phytopathogènes communs, et que ses résultats de recherche ont une certaine importance pour la lutte biologique contre les ravageurs et les maladies agricoles. En outre, les recherches ont montré que les produits de fermentation de la souche endophyte HJ-3 ont des effets antibactériens importants sur les bactéries courantes, en particulier sur Staphylococcus aureus, qui a l'effet antibactérien le plus important. Staphylococcus aureus est un pathogène clinique courant et sa résistance aux antibiotiques est très répandue. Par conséquent, la recherche de médicaments antibactériens efficaces, en particulier de nouveaux types de médicaments antibactériens issus de produits naturels, revêt une grande importance pour la prévention et le traitement des maladies bactériennes et constitue également l'une des méthodes permettant de résoudre le problème de la résistance bactérienne.

Les recherches ci-dessus montrent que la souche endophytique HJ-3 sélectionnée dans la médecine traditionnelle chinoise Huangjing a un effet antagoniste significatif sur divers champignons pathogènes des plantes, et que ses produits de fermentation peuvent inhiber la croissance de bactéries communes telles que Escherichia coli. L'UPLC-MS/MS a permis de détecter des composés phénoliques 5,5'- méthylènebis (2-tert-butyl-4-méthylphénol) dans les produits de fermentation des bactéries endophytes, et trois composés de la même série ont été obtenus. Les données obtenues dans cette étude jetteront les bases d'une exploration plus poussée des principes actifs contenus dans les produits de fermentation des endophytes de Polygonatum sibiricum, et fourniront une base pour l'application généralisée des médicaments endophytiques des plantes.