Comparaison et étude de corrélation sur la composition chimique et les bactéries endophytes de deux méthodes épiphytes de Dendrobium nobile en culture simulée
L'utilisation médicinale du Dendrobium officinale a été mentionnée pour la première fois dans le "Shennong Bencao Jing" et est classée dans la catégorie supérieure avec une longue histoire. Le nom "Dendrobium nobile Lindl." provient du "Compendium of Materia Medica" de la dynastie Song. Le Dendrobium nobile Lindl. est une plante herbacée épiphyte appartenant à la famille des Orchidaceae et l'une des variétés médicinales de Dendrobium incluses dans la pharmacopée chinoise. Le "Compendium of Materia Medica" indique qu'elle est "groupée sur des rochers". Ses tiges et ses feuilles sont toutes vertes, tandis que ses tiges et ses feuilles sont jaunes et qu'elle fleurit avec des fleurs rouges. On la trouve partout, mais celle du Sichuan est la meilleure. Le commentaire sur le Compendium of Materia Medica indique : "Le dendrobium pousse sur les pierres, fines et solides... Sur les chênes, il est appelé dendrobium. Il pousse jusqu'au point de carence et ne contient pas de pilules ou de poudre, mais peut être utilisé pour faire de la soupe avec des taches de vin. Le "Compendium of Materia Medica" indique : "Seules celles qui poussent sur les pierres sont supérieures. Il y a aussi celles qui poussent sur les chênes, appelées dendrobium, qui sont inutiles. Le Compendium of Materia Medica indique également ce qui suit : "Il est difficile de trouver des Dendrobium efficaces : "Il est difficile de trouver un dendrobium efficace, mais il est inutile d'obtenir un dendrobium". On peut donc constater qu'au cours de l'histoire, il y a eu des cas où le dendrobium était supérieur au dendrobium.
La recherche moderne a montré que les ingrédients actifs du Dendrobium nobile comprennent des alcaloïdes, des flavonoïdes, des polysaccharides, des composés benzylés et leurs dérivés, qui ont des effets protecteurs sur la muqueuse gastrique et les neurones, des activités anti-tumorales, antioxydantes et de régulation immunitaire. En raison de son faible taux de reproduction, de sa croissance lente et de ses exigences strictes en matière d'habitat à l'état naturel, ainsi que de l'excavation excessive et de la destruction de l'habitat par l'homme, l'application de techniques de culture artificielle telles que la culture en serre et la culture en environnement simulé sous forêt a considérablement amélioré le problème de la pénurie de ressources pour le Dendrobium officinale. Parmi celles-ci, la technique de culture en environnement simulé, qui simule l'habitat sauvage des plantes médicinales, a été appliquée au Dendrobium officinale, reflétant le développement coordonné de la production médicinale et de l'environnement écologique, avec des pierres et des arbres attachés comme principaux modes de culture. Des études antérieures ont évalué de manière exhaustive la qualité du Dendrobium chrysotoxum du point de vue de la teneur en principes actifs et du rendement, et ont montré que la culture du Dendrobium chrysotoxum était supérieure. En outre, notre groupe de recherche a précédemment rapporté que la teneur relative en alcaloïdes et en flavonoïdes des métabolites secondaires du Dendrobium officinale est supérieure à celle du Dendrobium officinale, et que l'activité antioxydante du Dendrobium officinale est supérieure à celle du Dendrobium officinale.
Les champignons endophytes sont étroitement liés à la qualité des plantes médicinales et aux modes de croissance des plantes, parmi lesquels les champignons mycorhiziens constituent une structure mycorhizienne typique des orchidées, et la symbiose mycorhizienne accompagne l'ensemble du cycle de vie des plantes. La méthode de culture est un facteur important qui affecte le microbiote racinaire et la qualité des matériaux médicinaux. Par exemple, la composition et la distribution des bactéries endophytes dans le Dendrobium officinale sont affectées par différentes méthodes de culture et parties de tissus. Les bactéries endophytes peuvent également améliorer de manière significative la résistance au stress des plantes de Dendrobium et promouvoir la croissance des plantes et l'accumulation de métabolites secondaires. L'équipe de recherche a mené des études préliminaires sur les micro-organismes de la rhizosphère du Dendrobium officinale en utilisant deux types de substrats épiphytes : la pierre et le bois. Il a été constaté que l'abondance relative des espèces fongiques dans la rhizosphère du Dendrobium officinale était plus élevée et que les genres bactériens dominants étaient plus évidents. Cela suggère que les substrats épiphytes sont un facteur clé affectant les micro-organismes de la rhizosphère du Dendrobium officinale. Cependant, il n'y a actuellement aucune recherche qui rapporte les différences entre les différents substrats épiphytes de Dendrobium nobile du point de vue des bactéries endophytes dans les racines.
Par conséquent, dans cette étude, les technologies 16S et ITS ont été utilisées pour séquencer les bactéries endophytes dans les racines de Dendrobium officinale sous culture simulée d'épiderme de pierre (SE) et d'arbre (TE), et la corrélation entre les bactéries endophytes et la dendrobine, les alcaloïdes totaux, les flavonoïdes totaux et les polysaccharides totaux a fait l'objet d'une analyse préliminaire. La diversité et les différences des bactéries endophytes dans les racines de Dendrobium officinale sous deux modes d'attachement différents ont été étudiées, et les schémas d'accumulation des bactéries endophytiques et des métabolites secondaires enrichis dans Dendrobium officinale sous différents modes d'attachement ont été explorés pour étudier la corrélation entre les bactéries endophytiques et les métabolites secondaires dans les racines de Dendrobium officinale. Établir les fondements et fournir une base scientifique au dicton "celui qui pousse sur la pierre gagne" chez le Dendrobium officinale.

Cet article analyse pour la première fois la diversité et les différences des bactéries endophytes dans les racines de Dendrobium chrysotoxum en culture en environnement simulé, et les met pour la première fois en corrélation avec la teneur en composants chimiques majeurs. Les résultats de la recherche montrent qu'il existe des différences dans l'enrichissement des bactéries endophytes dans les racines de Dendrobium chrysotoxum selon les deux méthodes épiphytes, et que l'abondance relative des bactéries endophytes est corrélée avec la teneur en composants chimiques.
Le microbiote racinaire des plantes médicinales joue un rôle important dans l'obtention de nutriments, la résistance au stress environnemental et la résistance aux maladies et aux parasites. Les champignons dominants dans les résultats de cette étude sont principalement des Ascomycota et des Basidiomycota, tandis que les bactéries dominantes sont principalement des Actinobacteria, des Proteobacteria, des Cyanobacteria et des Acidobacteria. En outre, SE comprend également les Firmicutes, les Myxomycètes et les Chloroflexites, et TE comprend également les Bacteroidetes. Des études antérieures ont montré que le genre Bacillus, appartenant à l'embranchement des Firmicutes, le genre Rhizobium et le genre Chronic Rhizobium, appartenant à l'embranchement des Proteobacteria, et le genre Actinobacteria, appartenant à l'embranchement des Actinobacteria, sont des bactéries fixatrices d'azote communes qui peuvent favoriser la croissance en fixant les éléments azotés présents dans l'environnement. Elles sont des facteurs clés de l'absorption et de la transformation des nutriments par les plantes Dendrobium. Avantage SE : Les champignons du genre Trichoderma et les bactéries du genre Bacillus peuvent favoriser la production de métabolites bénéfiques pour la croissance des orchidées. Les champignons Fusarium, en tant que bactéries pathogènes, ont une abondance relative plus élevée dans les SE que dans les TE, ce qui est l'une des raisons de la maladie des plantes de Dendrobium officinale SE. En outre, l'enrichissement des champignons Fusarium et des bactéries Ralstonia dans le TE peut facilement conduire à la pourriture des racines des plants de Dendrobium officinale, ce qui est lié aux caractéristiques de la matrice du bois telles que la facilité d'absorption de l'eau, le manque de perméabilité à l'air et la facilité de croissance des moisissures.
La formation de bactéries endophytes dans les plantes médicinales est étroitement liée à la qualité des substances médicinales. Actuellement, la littérature fait état d'une corrélation significative entre les principes actifs et les bactéries endophytes, ce qui est d'une grande importance pour révéler l'influence des facteurs environnementaux des plantes sur la qualité des substances médicinales et le mécanisme de formation de substances médicinales authentiques. Il n'existe actuellement aucune recherche sur la corrélation entre les bactéries endophytes et les principes actifs dans les racines de Dendrobium nobile. La dendrobine est un composant caractéristique du Dendrobium officinale. L'édition 2020 de la pharmacopée chinoise stipule que la teneur en dendrobine du Dendrobium officinale ne doit pas être inférieure à 0,4%. Les résultats de la recherche montrent que la teneur en dendrobine dans les deux méthodes épiphytes de Dendrobium officinale répond aux exigences, et que le SE est supérieur au TE. La teneur en alcaloïdes et en flavonoïdes totaux est supérieure à la TE, tandis que la teneur en polysaccharides totaux est inférieure à la TE. Une analyse de corrélation a été réalisée entre les groupes bactériens avantageux sélectionnés et les espèces clés, d'une part, et la teneur en ingrédients actifs, d'autre part. Pour la première fois, il a été constaté que l'abondance relative des bactéries Pseudomonas et Rhizobium enrichies en SE était significativement corrélée positivement avec la teneur en dendrobine ; l'enrichissement des bactéries acides thermophiles, des algues hétérotrophes et des bactéries acidophiles en chaîne en TE présentait une corrélation négative significative avec la teneur en dendrobine. Parmi elles, les rhizobia étaient les bactéries bénéfiques dominantes dans les SE, ce qui suggère que la matrice des SE est facile à enrichir et à promouvoir la communauté dominante de production et d'accumulation de dendrobine. L'étude a également révélé que les communautés enrichies dans les SE étaient corrélées de manière positive avec la teneur totale en alcaloïdes et en flavonoïdes, et de manière négative avec les polysaccharides ; les TE sont corrélées de manière négative avec la teneur totale en alcaloïdes et en flavonoïdes, et de manière positive avec les polysaccharides. Les bactéries endophytes peuvent participer directement à la synthèse des métabolites des plantes médicinales et induire la production de métabolites secondaires. Par conséquent, la communauté bactérienne endophyte enrichie dans SE est propice à l'accumulation de dendrobine, d'alcaloïdes et de flavonoïdes, tandis que TE est propice à l'accumulation de polysaccharides, favorisant ainsi la croissance de Dendrobium officinale et améliorant la qualité des matériaux médicinaux.
Les techniques de culture simulée peuvent renforcer le système immunitaire et la résistance au stress environnemental des plantes médicinales. La communauté bactérienne endophyte des plantes médicinales est étroitement liée à la croissance et au développement des Dendrobium. Le Dendrobium officinale est une plante mycorhizienne épiphyte particulière, et le substrat épiphyte est un support important pour l'absorption des nutriments et de l'eau par les plantes. La croissance et le développement des micro-organismes des racines des plantes sont influencés par le type de substrat. Les substrats pierreux sont plus pauvres en nutriments et en eau que les substrats ligneux. Par conséquent, la communauté bactérienne dominante dans les racines du Dendrobium officinale est plus abondante, et le substrat en pierre est plus facile à enrichir de la communauté bactérienne endophyte qui favorise la fixation de l'azote, la croissance et l'accumulation de métabolites, ce qui améliore la qualité des herbes médicinales et jette les bases de l'étude de la corrélation entre la "croissance des bactéries endophytes des racines du substrat" chez le Dendrobium officinale. Cela fournit une base scientifique pour la "victoire de ceux qui poussent sur les pierres" dans le Dendrobium officinale. La phrase est la suivante :. Parallèlement, des études antérieures ont montré que les bactéries endophytes présentes dans les racines des plantes de Dendrobium peuvent favoriser l'absorption des éléments de la matrice, et qu'il existe une certaine corrélation entre la teneur en éléments minéraux de la matrice et la teneur en composants médicinaux. Des recherches supplémentaires sont nécessaires sur la relation entre la teneur en éléments minéraux matriciels SE et TE et la croissance et le développement, l'accumulation de métabolites secondaires et les bactéries endophytes dans les plantes de Dendrobium.