胡世一 周雅琴,2* 安 寧 石忠衡 趙立春 譚小明,3*
1.廣西中醫(yī)藥大學(xué),廣西 南寧 530200;2.廣西藥用植物園,廣西 南寧 530023;3.廣西優(yōu)勢中成藥與民族藥開發(fā)工程技術(shù)中心,廣西 南寧 530200
人體在正常生理代謝過程中會產(chǎn)生大量的自由基,如過氧化自由基、超氧陰離子自由基、羥基自由基等,它們是人體疾病、衰老和死亡的直接參與者,一般情況下,當(dāng)體內(nèi)自由基的產(chǎn)生與清除能力處于平衡狀態(tài)時(shí),受控的自由基對人體是有益的,一旦失衡,體內(nèi)就會出現(xiàn)“氧化應(yīng)激”狀態(tài),這時(shí)則需要通過補(bǔ)充抗氧化劑來調(diào)整體內(nèi)自由基平衡,以防止疾病的發(fā)生[1]。日常中,被廣泛應(yīng)用于化妝品、保健食品和藥物中的抗氧化劑多為人工化學(xué)合成制品,存在有諸多毒副作用,難以滿足人們的生活需求[2]。
內(nèi)生真菌是指生活在健康植物組織器官內(nèi)部,但不會引起宿主植物出現(xiàn)明顯病害癥狀的一類真菌,包括一些在其生活史的某一階段表面生的腐生菌、潛伏性病原菌和菌根菌[3]。人們對內(nèi)生真菌的研究始于1993年,美國科學(xué)家Stierle首次從太平洋短葉紅豆杉(Taxusbrevifolia)韌皮部中獲得1株能夠生產(chǎn)抗癌物質(zhì)紫杉醇的內(nèi)生真菌Taxomycesandreanae[4]。近年來的研究[5]顯示,內(nèi)生真菌能提高宿主植物對非生物脅迫與生物脅迫的抗逆性,部分內(nèi)生真菌能自身產(chǎn)生與宿主植物相同或相近的活性成分物質(zhì)。因此,從植物中分離和篩選出具有抗氧化活性的內(nèi)生真菌,對食品、醫(yī)藥等工業(yè)具有重要意義。
青錢柳Cyclocaryapaliurus(Batal.) Iljinsk.系胡桃科青錢柳屬植物,又名青錢李、山麻柳、山化樹、一串錢、山麻柳、甜茶樹等,為我國特有的單種屬珍稀植物,有植物界大熊貓和醫(yī)學(xué)界的“第三顆樹”以及“天然胰島素”的美譽(yù),其樹皮、葉具有清熱消腫、止痛功效,可用于頑癬,集綠化、保健、藥用、材用于一體[6]。研究[7]表明,青錢柳組織中含有黃酮類、酚類、萜類等多種化學(xué)成分,具有抗氧化、抗菌及抗腫瘤等活性作用。青錢柳不同溶劑提取物對DPPH、超氧、羥自由基均具有不同強(qiáng)度的清除能力[8],青錢柳葉70 %乙醇提取物具有較好的抗氧化活性,一些成分的體外抗氧化活性強(qiáng)于VC[9]。但是,現(xiàn)階段國內(nèi)外有關(guān)青錢柳內(nèi)生真菌的研究報(bào)道尚少。研究以青錢柳內(nèi)生真菌為研究對象,篩選出活性較高的菌株并加以分類鑒定,旨在為尋找新型天然抗氧化劑提供可利用的候選菌株資源。
1.1 材料植物 材料于2019年4月采自廣西百色市樂業(yè)縣雅長鄉(xiāng)(E 106°20′;N 24°84′),由廣西中醫(yī)藥大學(xué)譚小明研究員鑒定為青錢柳C.paliurus。131株內(nèi)生真菌分別從青錢柳的根、莖皮等組織中分離獲得。以上材料采保藏于廣西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院。
1.2 方法
1.2.1 內(nèi)生真菌發(fā)酵液制備 在無菌超凈工作臺上,采用PDA平板培養(yǎng)基活化真菌7 d,然后用接種針挑取3個(gè)菌塊(直徑為6 mm),接種到含 100 mL PDA液體培養(yǎng)基錐形瓶(250 mL)中,在轉(zhuǎn)速為 120 r/min 的搖床上震蕩暗培養(yǎng)10 d(培養(yǎng)溫度為 25 ℃)。發(fā)酵液用4層無菌的干凈紗布過濾。將濾液于 10,000 r/min 條件下離心 10 min,取上清液于 45 ℃,8×103Pa 條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至浸膏狀,稱重,加無菌去離子水配成 10 mg/mL 的樣品溶液,保存于 4 ℃ 冰箱備用。
1.2.2 DPPH自由基清除率測定 DPPH法快速、簡便、重現(xiàn)性好,自由基DPPH·在有機(jī)溶劑(如甲醇、乙醇)中非常穩(wěn)定,顯紫色,在 517 nm 波長處有強(qiáng)吸收,DPPH溶液與自由基清除劑混合時(shí),顏色由紫色變成淺黃色。參考文獻(xiàn)的方法[12],以Vc作陽性對照,檢測青錢柳內(nèi)生真菌發(fā)酵產(chǎn)物對DPPH·自由基清除能力。清除率的計(jì)算公式如:DPPH清除率(%)=[(A0-Ai)/A0]×100,式中:A0為空白對照OD值,Ai為樣品或陽性對照DPPH溶液的OD值。
1.2.3 羥基(·OH-)自由基清除能力測定 OH是毒性最大的活性氧自由基,會引起脂質(zhì)過氧化作用及造成人體損傷。利用Fenton反應(yīng)體系法[12],以Vc作陽性對照,在 510 nm 處檢測青錢柳內(nèi)生真菌發(fā)酵產(chǎn)物清除·OH-的能力,清除率的計(jì)算公式同1.2.2。
1.2.4 亞鐵離子(Fe2+)螯合能力測定 鐵具有高反應(yīng)活性,能促使機(jī)體發(fā)生脂質(zhì)氧化反應(yīng),對亞鐵離子的螯合,可以減少氧化損傷。采用Ferrozine(菲啰嗪)比色法[12],以EDTA-2Na作陽性對照,在 562 nm 處檢測青錢柳內(nèi)生真菌發(fā)酵產(chǎn)物對亞鐵離子的螯合能力,對亞鐵的螯合率計(jì)算公式如:Fe2+螯合能力清除率(%)=[(A0-Ai)/A0] × 100,式中:A0為空白對照的OD值,Ai為加有樣品或陽性對照后的OD值。
通過1.2.1-1.2.4方法,綜合篩選出18株活性較好的菌株,作為深入研究對象,進(jìn)行以下2種抗氧化活性指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)。
1.3 統(tǒng)計(jì)分析 采用Excel 2019和DPS 7.05 對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,最小顯著差數(shù)法(LSD)進(jìn)行單因素方差分析。不同小寫字母表示差異性顯著(P<0.05),不同大寫字母表示差異性極顯著(P<0.01)。
2.1 青錢柳內(nèi)生真菌發(fā)酵產(chǎn)物對DPPH自由基清除作用 通過DPPH自由基清除試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),有35株真菌發(fā)酵液清除率高于50%(見表1),占總供試菌株的25%。其中清除率低于60%高于50%的菌株有10株,編號894F和851F的清除能力最低,均為50.12%;清除率低于70%高于60%的菌株有17株,大于70 %共8株,清除率介于70%~80%之間的菌株有7株,編號分別為913J、885J、892J、909F、882F、937F、820F;清除率高于80%菌株僅1株,編號為937J,為81.32%,131株內(nèi)生真菌清除DPPH能力均小于VC的清除率85.90%。
表1 青錢柳內(nèi)生真菌DPPH自由基清除能力測定結(jié)果
2.2 青錢柳內(nèi)生真菌發(fā)酵產(chǎn)物對·OH-自由基清除作用 共有103株真菌的·OH-清除能力大于50%,占總供試菌株的77%(見表2)。其中清除率在50%至60%的菌株有17株,編號為903J清除率最低,為50.00%;清除率介于60%~70%、70%~80%之間的菌株分別有25株、29株;清除率高于80%低于90%的菌株有32株,其中,共有7株清除率高于陽性對照VC清除率85.83%,編號為824F、894F、907F、885F、890F、912F、876F;菌株912F和876F的清除能力最強(qiáng),清除率分別為 87.83%、87.74%。
表2 青錢柳內(nèi)生真菌·OH-自由基清除能力測定結(jié)果
續(xù)表2
2.3 青錢柳內(nèi)生真菌發(fā)酵產(chǎn)物對Fe2+螯合能力 共計(jì)88株內(nèi)生真菌的Fe2+螯合能力高于50%,占總供試菌的67%(見表3)。清除率大于50%小于60%的菌株有38株,編號930F清除能力最低,為50.14%;清除率在60%至70%之間的菌株36株,清除率高于70%低于80%的菌株有12株,編號為911F、926F、851F、929F、808F、820F、810F、850F、845F、823F、912F、898F;清除率高于80%共有2株,編號為907F、840F,清除率均為82.24%,均低于陽性對照EDTA-2Na清除率85.07%。
表3 青錢柳內(nèi)生真菌Fe2+螯合能力測定結(jié)果
內(nèi)生真菌的生物活性取決于其代謝產(chǎn)物所含的功能性成分。文獻(xiàn)研究表明,目前國內(nèi)外對青錢柳內(nèi)生真菌抗氧化和抗菌活性方面的研究報(bào)道較少,僅有寇曉琳等[12]對青錢柳內(nèi)生真菌的抗菌活性進(jìn)行研究,研究結(jié)果從67株內(nèi)生真菌中篩選出7株菌株具有穩(wěn)定產(chǎn)生黃酮類化合物的能力,進(jìn)一步的抗菌實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其中具有較強(qiáng)的抑菌活性作用。相近屬種的其他植物如野核桃[13]和核桃[14]則開展了內(nèi)生真菌的抗菌和抗氧活性的研究??梢?,胡桃科植物內(nèi)生真菌蘊(yùn)藏有抗菌、抗氧化等多種代謝活性物質(zhì),這同植物與宿主的“共生理論”達(dá)成一致,也說明胡桃科植物內(nèi)生真菌是尋找高抗氧化活性物質(zhì)的可選資源。