《Microbial Cell Factories》：Diversity and epimedium biotransformation potential of cultivable endophytic fungi associated with Epimedium brevicornum Maxim in the Qinling Mountains, China
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为解决大健康产业对珍稀天然产物的市场需求与野生动物资源保护及可持续发展的矛盾，研究人员开展了秦岭淫羊藿内生真菌多样性及其对淫羊藿提取物生物转化潜力的研究。结果分离鉴定出 84 株菌株，10 株有强 β - 葡萄糖苷酶活性，优化了液相分离条件。该研究为生物转化提供候选菌株和纯化方法。
在传统中医药的宝库中，淫羊藿作为一味经典的中药材，有着悠久的使用历史。它不仅对心血管健康有着显著的保护作用，还能改善骨质疏松和神经系统缺陷等问题。其中，淫羊藿黄酮类化合物是其发挥药效的关键成分，像宝藿苷 I（baohuoside I）和淫羊藿次苷（icaritin）等去糖基化的次要黄酮类化合物，生物活性更高，在医药领域有着巨大的应用潜力。然而，这些成分在天然植物中含量极低，传统的提取方法难以满足市场的大量需求。同时，化学合成法又面临着环境污染、选择性差等问题，因此，寻找一种高效、绿色的生产方式迫在眉睫。
在此背景下，陕西省微生物研究所、陕西省科学院秦岭山天然产物工程中心等研究机构的研究人员展开了深入研究。他们将目光聚焦于内生真菌，这类生活在植物组织内却不会对宿主造成危害的微生物，有可能成为解决问题的关键。研究人员希望通过挖掘秦岭淫羊藿内生真菌的多样性，筛选出具有生物转化潜力的菌株，实现将主要黄酮类化合物转化为次要黄酮类化合物的目标，为稀有天然产物的生产开辟新途径。
研究人员运用了多种技术方法。首先，从野生的秦岭淫羊藿植株中分离出内生真菌，这一过程严格按照规范的采样和分离流程进行。接着，利用 ITS rDNA 序列分析对分离出的真菌进行分子鉴定和系统发育分析，确定它们的种类。然后，通过特定的筛选方法检测菌株的 β - 葡萄糖苷酶（β -glucosidase）活性，筛选出具有生物转化潜力的菌株。对于有潜力的菌株，进一步研究其酶学性质，并使用高效液相色谱（HPLC）技术分析转化产物，优化液相分离条件。
研究结果如下：
内生真菌的分离、鉴定与多样性分析 ：研究人员成功从秦岭淫羊藿中分离出 84 株真菌菌落。通过多样性分析，物种丰富度指数（S）为 32，香农 - 威纳指数（H’）达到 3.089，表明淫羊藿蕴含丰富的真菌资源。这些菌株被归为 32 个分类单元，在属水平上，炭疽菌属（Colletotrichum）相对丰度最高，达 46.43% 。β - 葡萄糖苷酶活性菌株的筛选及生物转化特性分析 ：84 株内生真菌中有 12 株表现出较高的 β - 葡萄糖苷酶生产能力。经 HPLC 分析发现，10 株具有 β - 葡萄糖苷酶活性的菌株（除 F8881 和 F8439 外）能够将主要的淫羊藿黄酮类化合物转化为 2 -O -淫羊藿次苷II（2-O-icariside II）和宝藿苷 I 。其中，F8509 和 F8889 菌株表现出较大的应用潜力。F8509 和 F8889 发酵液的酶学性质研究 ：对 F8509 和 F8889 发酵液的研究表明，其最佳反应温度为 60°C，最佳 pH 为 5.0。并且，这两种菌株来源的糖苷酶对一定浓度的有机溶剂有耐受性，在 10% 的甲醇、乙醇和二甲基亚砜（DMSO）中，糖苷酶活性仍能达到正常酶活性的 70% 。酶制备及转化过程研究 ：将 F8509 在 10 L 发酵罐中培养，发酵液上清和冻干发酵液的 β - 葡萄糖苷酶活性分别为 0.23 ± 0.02 U/mL 和 78.24 ± 2.48 U/g 。1 g/L 的粗酶能在 90 分钟内将 100 g/L 淫羊藿提取物中的糖基化黄酮类化合物完全转化为低聚糖基化黄酮类化合物。黄酮类化合物的 HPLC 分析及分离条件优化 ：研究人员优化了 HPLC 分离方法，最终确定以乙醇和水为流动相，在等度条件下进行分离，能高效分离转化产物。经质谱分析，确定了分离得到的化合物为 2`` -O - 淫羊藿次苷 II 和宝藿苷 I 。
研究结论和讨论部分指出，本研究首次对秦岭淫羊藿内生真菌的多样性及其生物转化潜力进行了全面研究。筛选出的 10 株具有强 β - 葡萄糖苷酶活性的菌株，为稀有宝藿苷 I 的生物制造提供了新的候选菌株。优化后的液相分离条件，也为高纯度宝藿苷 I 的制备提供了可靠的技术方法。这不仅展示了内生真菌在稀有天然产物生物转化中的重要价值，也为相关领域的研究和产业发展提供了新的思路和方向。未来，随着技术的不断进步，全细胞催化有望在天然产物的生产中发挥更大的作用，进一步推动大健康产业的发展。
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