茶樹內生菌的研究進展

張華琳，王科翰，陳雪冰，李東育，張欣欣

（信陽學院，河南 信陽 464000）

植物內生菌（Endophyte）是一類生活在健康植株的各種組織或器官中的微生物，這些微生物不會導致宿主植物產生明顯的病害癥狀，能夠與宿主植物互惠共生、協同進化。常見的植物內生菌類群主要包括內生真菌、內生細菌和內生放線菌。自從第一株植物內生菌被分離鑒定出來以后，植物內生菌就作為一類重要的微生物資源受到了廣泛地關注。大量研究發現，許多內生菌能夠穩定存在宿主植物內部組織或器官中，在植物體內完成獨立分裂繁殖，表現出豐富的群落多樣性。

茶葉作為一種十分重要的經濟作物，由于保健功能以及獨特的香氣影響著人們的生活。茶樹內生菌主要是指生長在茶樹組織或器官內不會引發茶樹病變的微生物。茶樹內生菌由于生長在茶樹的組織和器官內，通過與茶樹之間的相互作用，影響著茶樹的生長環境、生長狀況、代謝產物以及茶葉的風味。因此，研究茶樹內生菌的分離鑒定、分布和生物學功能等問題十分重要。本文對茶樹內生菌多種研究內容進行分析和總結，為茶樹內生菌的進一步研究和應用提供一定的參考和思路。

1 茶樹內生菌的分離和鑒定

茶樹內生菌的分離和鑒定是研究茶樹內生菌的基礎。茶樹內生菌能否成功分離的關鍵是茶樹組織塊的表面消毒，依據茶樹組織器官、內生菌類型以及分離效果等差異，茶樹組織塊的消毒方式也不盡相同。目前已有大量研究，基于傳統的分離方式，通過不斷優化分離的方法，已經達到了比較好的分離效果，分離得到的內生菌一般會依據形態特征和核酸分析等方法進行初步鑒定。

劉詩詩[1]對茶樹桂香18號的根、莖、葉進行內生真菌的分離純化，共分離出內生真菌24株，并對24株內生真菌進行7種常見植物病原菌的抑菌活性檢測，其中從莖中分離的J-7內生真菌具有較強的廣譜抑菌性，且抑菌效果明顯，結合形態學和分子生物學鑒定方法，鑒定該菌株屬于鐮刀菌屬（Fu‐sarium.sp）。李方舟[2]利用培養依賴型的方法對新鮮普洱茶葉片內生菌進行分離、純化，得到32株內生細菌和14株內生真菌，發現內生細菌FZ06為芽孢桿菌屬貝萊斯芽孢桿菌種，命名為Bacillus velezensis FZ06。單文娜[3]等人通過對福建茶樹內生放線菌的研究，從16個茶樹品種的根、莖、葉中分離獲得46株內生放線菌，鑒定為11個科，13個屬，其中優勢菌株為鏈霉菌屬。此外，研究也表明了茶樹內生放線菌具有廣泛抑菌、抗菌和促進植物生長的活性。茶樹內生放線菌同茶樹內生真菌和內生細菌一樣具有巨大的資源開發價值。然而，現階段對于茶樹內生真菌和內生細菌的分離和鑒定研究很多，而對內生放線菌的研究很少。

2 茶樹內生菌的分布特點

茶樹內生菌種類豐富，具有多樣性。主要表現在：不同茶樹品種其內生菌組成具有明顯差異，同種茶樹不同組織器官中的內生菌種類和數量也存在明顯差異。汪立群[4]等人對處于同一栽培管理水平下種植的紫娟和云抗10號的內生菌的多樣性進行對比分析，結果表明：不同茶樹品種間內生菌群落組成存在較大差異。從紫娟中分離得到內生真菌5株，分屬于4個屬，從云抗10號中分離得到內生真菌共12株，分屬于4個屬?，F階段可以利用Ⅰllumina MiSeq測序技術，對不同茶樹品種的內生菌群落進行分析，研究不同茶樹品種對其內生菌群落多樣性和結構的影響。此外，也可以研究地理位置、氣候變化、茶葉葉齡、樣品采摘時間等多種因素對茶樹內生菌分布的影響，并進一步探究這些因素是如何影響茶樹內生菌群落分布的。

3 茶樹內生菌的生物學作用

茶樹內生菌存在于健康茶樹的各種組織和器官內部，與茶樹互惠互利，在一定程度上對茶樹的生長具有直接影響，通過影響茶樹的代謝產物及進程，進而影響茶樹的品質以及茶葉的風味。而茶樹內生菌的存在，不僅能夠促進茶樹的生長，而且在提升茶樹對Al3+耐受力，降解茶樹植株中積累的農藥，防治茶樹病原微生物，促進茶葉成分轉化等方面也發揮了重要的作用。

3.1 促進茶樹的生長

在茶樹生長發育的過程中，宿主植物與內生菌相互作用，促進植物生長調節激素的合成，通過直接作用促進植株的生長。曾秀麗[5]等人用分子遺傳學方法，證實了從紫娟茶樹中分離得到的水生草螺菌在茶樹生長過程中具有多條生長素合成途徑。合成的生長素對茶樹的生長具有一定的調節作用，具有顯著的促進生長的作用。此外，研究發現茶樹在重金屬脅迫下，茶樹內生菌可以通過改變土壤根系環境的pH值，釋放胞外酸性磷酸酶，溶解磷酸鹽，通過螯合、離子交換等多種方式，提高植物對于磷、鉀土壤肥料的吸收和利用，間接促進植物生長[6]。

3.2 促進茶樹對鋁的耐受力

在酸性土壤條件下，鋁毒是限制植物生長的關鍵因素之一。土壤中Al3+的過量累積，對植物的影響主要表現在：破壞細胞膜的結構和功能，影響酶活性和礦質元素的吸收，抑制遺傳物質的合成，抑制根、莖、葉的生長等。

茶樹作為Al3+的高富集植物，Al3+主要積累在根部。研究表明，內生菌可提高茶樹對鋁的耐受性?？梢圆捎闷桨鍖χ诺辱b定方法從茶樹中分離并篩選出提高茶樹耐鋁性的內生菌，然后對其進行Al3+吸附實驗，探究分離鑒定出的內生菌是否具有提高茶樹對鋁的耐受力的能力。武平安[7]以小麥、茶樹為材料探究茶樹內生青霉菌的耐鋁特性，證明了青霉菌對于植物解除鋁脅迫具有一定的作用，茶樹內生青霉菌在PDA培養基上可耐受200 mmol/L Al3+。由此可見，茶樹抗鋁毒的特性與其內生菌有著密切聯系，但是茶樹內生菌是如何提高茶樹對鋁的耐受力的機制還不清楚，需要進一步深入研究探討。

3.3 降解茶樹中積累的農藥

茶葉是我國重要的出口產品，近年來隨著經濟的發展，人民的生活質量不斷提升，食品安全問題成為關注的焦點。茶葉的農藥殘留問題受到高度的重視，農藥殘留已經成為限制我國茶葉出口的一個關鍵因素之一。據調查得知，各地區茶葉農藥殘留檢出率普遍較高，目前關于茶樹內生菌降解農藥的生物降解方法鮮有報道。

王曉霞[8]等人從龍井茶葉片中篩選分離得到能夠降解有機磷農藥的內生真菌ES-4，并且，研究發現主要是由于內生真菌ES-4產生的降解酶能夠對有機磷農藥進行有效降解，證明了茶樹中存在能夠降解農藥的功能性內生真菌。所以可以針對多種不同的農藥，設計試驗分離鑒定篩選對各種農藥起降解作用的茶樹內生菌，并探究其降解農藥的機制，為茶葉農藥殘留問題提供一種新的解決思路。

3.4 防治茶樹病原微生物

在茶樹生長過程中，茶樹能夠與其內生菌相互作用，提高茶樹對病原微生物的抗性。李雪嬌[9]從油茶健康的葉片上，通過平板對峙、16SrDNA測序等鑒定方法，分離鑒定得到一株對油茶軟腐病病菌具有顯著抑制作用的內生細菌，編號為L46的淀粉芽孢桿菌，此細菌通過導致軟腐病菌菌絲畸變，使細胞破碎死亡，抑制其生長，達到病害的防治作用。黃曉琴[10]等人采用同樣的分離鑒定方法，從茶樹健康組織上篩選得到能夠顯著抑制冰核細菌生長的內生菌，鑒定為解淀粉芽孢桿菌Y1，防治茶樹霜凍害。張林平[11]等人通過平板對峙、發酵復篩的方法，從健康油茶葉片中分離鑒定得到6株內生細菌菌株，其對油茶炭疽病具有較強的拮抗作用，其中3株為芽孢桿菌屬，3株為梭形芽孢桿菌屬，其抑菌率可高達82.4%，最低為66.0%。因此，利用茶樹內生菌自身優勢，能夠最大限度的發揮生物防治作用，有效減少病菌對茶樹的侵害作用，幫助茶樹抵抗脅迫環境，對于茶的生產和發展具有重要的意義和價值。

3.5 促進茶葉成分轉化

我國對茶的種植可以追溯到漢朝時期，茶樹是一種良好的經濟作物，含有多種藥用成分，葉片制成的茶為一種健康的飲料。茶樹與其內生菌相互作用，能夠有效促進茶葉成分的轉化從而改善茶葉的品質，形成獨特的風味。發酵是形成茶色、茶香、茶味特征的關健工藝，在多種制茶過程中，往往需要進行一定程度的發酵，而發酵很大程度是多種微生物和茶樹共同作用的結果，茶樹內生菌也在發酵過程中起到重要作用。

路偉堯[12]通過對普洱茶生長環境的空氣微生物、茶葉中的內生菌、制作發酵過程中的微生物進行研究，發現不同品種普洱茶制備過程中存在的微生物不同，普洱茶獨特風味及品質與茶樹內生菌的代謝活動有著直接關系。多酚氧化酶在茶樹生長代謝過程及茶葉制作加工中發揮極大的作用。所以，可以采用鑒別培養基篩選法，以酚類物質為底物，從茶樹內生菌中篩選得到產多酚氧化酶的內生菌菌株，探究其促進茶葉成分轉化的機制。一些內生菌還可能產生天然色素，所以可以探究這些內生菌產生的微生物色素能否影響茶的成色。

3.6 影響茶樹次生代謝產物產生

茶樹作為多年生常綠木本植物，次級代謝產物含量豐富，如茶多酚、表兒茶素、咖啡堿、茶氨酸等具有降脂、抗氧化、消炎抑菌、緩解心理壓力等多種功效。研究表明，內生菌能夠參與宿主植物體內的次生代謝途徑，誘導合成多種代謝產物。

常慢慢[13]以茶和油茶組織培養苗為材料，對分離得到的內生菌進行UPLC-MS/MS鑒定，證明了茶樹內生菌能夠以氨基酸為底物高效合成茶氨酸，當以賴氨酸為底物時轉化效率最高。所以，可以通過茶樹內生菌與茶樹組培苗共培養方法，分離篩選得到能夠促進茶樹組培苗生長的內生菌，并探究這些內生菌是否可以影響宿主茶樹代謝產物，如茶多糖、咖啡堿以及兒茶素的含量。目前，內生菌對茶樹有益代謝產物合成的促進是提升茶葉品質的一個重要方向，因此，徹底研究茶樹內生菌與茶樹代謝產物積累的關系可提升茶葉的品質進而提升茶葉的經濟效益。

4 展望

目前，關于禾本科植物內生菌的研究較為豐富，但對茶樹內生菌的研究較淺，多數研究都停留在茶樹內生菌的分離和鑒定上，茶樹內生菌對茶樹生命活動影響的具體作用機制還不夠清晰。茶樹內生菌由于生長在茶樹的組織和器官內，通過與茶樹之間的相互作用，影響著茶樹對其生長環境的應答、生長狀況、代謝產物以及茶葉的風味。因此，需要更加深入地研究，清晰內生菌與茶樹之間相互作用的機制，為茶葉生長和生產提供一定的指導，同時可以更好地開發植物內生菌的資源，創造一定的社會價值和經濟價值。