真菌内生菌研究新进展：定义、分类、功能与应用

为解决真菌内生菌定义、分类等问题，研究人员开展相关研究，明确其多种特性及功能，意义重大。

　　真菌，作为地球上既神秘又奇妙的生物类群，与植物之间存在着千丝万缕的联系。其中，真菌内生菌（Fungal endophytes）更是扮演着独特而重要的角色。它们悄无声息地生活在植物组织内部，长期以来，如同隐藏在植物世界里的 “神秘客”，其确切作用和特性一直未被完全揭示。以往对于真菌内生菌的研究存在诸多问题，例如定义模糊不清，不同的研究对其界定标准不一，导致在研究和应用中常常出现混淆；分类系统也不够完善，难以准确地对各类内生菌进行归类；其在植物体内的功能和作用机制更是知之甚少 。此外，现有的研究方法也存在一定的局限性，传统的基于培养的方法无法全面地揭示内生菌的多样性。在这样的背景下，开展对真菌内生菌更深入的研究显得尤为迫切。

为了揭开真菌内生菌的神秘面纱，来自多个研究机构的研究人员共同开展了相关研究，其成果发表在《Fungal Diversity》杂志上。

研究人员在此次研究中运用了多种技术方法。在观察真菌内生菌方面，使用了光学显微镜、电子显微镜等微观观察技术，直接观察其在植物组织内的定植和分布情况。在研究其基因和代谢产物时，借助了 DNA 测序技术（包括传统测序和下一代测序技术）、分子系统发育分析等，以确定内生菌的种类、进化关系以及相关基因功能。在分离和培养内生菌的过程中，采用了组织分离法、表面消毒技术以及不同的培养基培养等方法。

研究结果如下：

• 定义与分类：重新审视并提出了真菌内生菌的定义，将其定义为 “无症状的微生物伙伴，它们紧密地与健康植物的内部组织共生，能够根据植物的生长阶段和环境条件提供益处、共同进化并改变生活方式”。同时，对内生菌的分类系统进行了梳理，将其分为两大类，即 clavicipitaceous 和 non - clavicipitaceous 内生菌，并进一步细分了 6 个子类。clavicipitaceous 内生菌（C - endophytes）主要与禾本科植物相关，又可分为 Type I、Type II 和 Type III 三种类型 ；non - clavicipitaceous 内生菌（NC - endophytes）是更为多样的一类，包含 Class 2、Class 3 和 Class 4 三个功能类群13。
• 进化与生态：通过研究发现，真菌内生菌的进化与宿主植物密切相关。它们可能起源于致病真菌或腐生真菌，在长期的进化过程中与植物形成了复杂的共生关系。在生态方面，内生菌广泛分布于各种环境中的植物体内，包括陆地、水生、极端环境等。不同的环境条件会影响内生菌的多样性和分布，例如在热带地区，由于适宜的气候条件，内生菌的多样性更为丰富24。
• 功能与作用：真菌内生菌在植物生长过程中发挥着多种重要功能。在抵御生物和非生物胁迫方面，它们能够帮助植物抵抗干旱、高温、盐分等非生物胁迫，以及真菌、细菌、病毒等生物胁迫。例如，一些内生菌可以通过促进植物对水分和养分的吸收，增强植物的抗逆性；还能产生抗菌、抗病毒等次生代谢产物，抑制病原菌的生长。在营养方面，内生菌能够参与植物的营养循环，帮助植物吸收氮、磷、钾等重要营养元素，促进植物的生长和发育56。
• 基因组学与转录组学：随着高通量测序技术的发展，对真菌内生菌的基因组学和转录组学研究逐渐深入。研究发现，不同的内生菌具有独特的基因组特征，这些特征与其生活方式和功能密切相关。例如，一些内生菌具有特定的基因簇，负责编码合成生物活性物质，这些物质在植物与内生菌的共生关系中发挥着重要作用。通过转录组学研究，还揭示了内生菌在不同环境条件下的基因表达变化，进一步了解了其适应环境和与植物相互作用的分子机制7。
• 生活方式转变：研究表明，真菌内生菌的生活方式并非固定不变。在一定条件下，它们可以在共生、腐生和致病等不同生活方式之间转变。例如，当植物受到胁迫时，一些原本处于共生状态的内生菌可能会转变为病原菌，对植物造成危害；而当植物组织死亡后，内生菌又可能转变为腐生菌，参与有机物的分解8。

在研究结论与讨论部分，研究人员强调了此次研究的重要意义。重新定义和完善分类系统，为后续的真菌内生菌研究提供了更准确的概念和框架。对其进化、生态和功能的深入了解，有助于揭示植物与微生物之间复杂的相互作用机制，为农业生产、生态保护和生物制药等领域提供理论基础。例如，在农业上，可以利用内生菌增强植物的抗逆性，减少化学农药的使用，实现可持续农业发展；在生物制药领域，内生菌产生的丰富多样的次生代谢产物具有潜在的药用价值，有望开发出新型的药物。然而，目前对于真菌内生菌仍有许多未知之处，如它们在不同生态系统中的具体作用机制、如何更有效地利用其功能等，未来还需要进一步深入研究。