通过迭代富集培养和多组学分析，发现了可能影响刺五加（Sinomenium acutum）中辛诺明（sinomenine）合成的内生细菌

《Microbial Cell Factories》：Iterative enrichment cultivation and multiomic analysis reveal potential endophytic bacteria affecting the sinomenine synthesis in Sinomenium acutum

雷公藤内生菌迭代培养中菌群结构变化与生物碱合成关系研究。利用Czapek-Dox和Gause No.1培养基进行十次迭代培养，发现内生菌群落从P. aryabhattai主导逐渐演变为Microbacterium paraoxydans和Bacillus velezensis优势。sinomenine（SIN）含量在第一、五代呈下降趋势，第十代消失，且P. aryabhattai相对丰度与SIN含量显著正相关（p<0.05）。成功分离L15菌株（P. aryabhattai），其代谢产物经UPLC-MS/MS鉴定含SIN及 cyclanoline、N-甲基假香豆素-7-O-葡萄糖苷、异喹啉等生物碱。系统揭示了内生菌对植物次生代谢的贡献机制，为活性成分合成提供新菌种资源。

　　

摘要

内生菌在植物代谢物合成中起着重要作用，某些菌株能够产生与其宿主相同的生物活性化合物。然而，目前尚不清楚可培养的S. acutum内生菌是否能够合成植物主要生物活性化合物——辛诺明（SIN）的中间代谢物或该化合物本身。在这项研究中，我们使用Czapek-Dox和Gause’s No. 1化学定义培养基，通过十次迭代富集培养，研究了S. acutum内生菌中可培养细菌群落的演变过程及其所含生物碱的分布情况。结果表明，在迭代培养过程中，内生菌群落及其代谢物的组成和结构发生了显著变化。在第一代培养中，Priestia aryabhattai是该群落的优势菌株；而到了第十代时，Microbacterium paraoxydans和Bacillus velezensis成为优势菌株。SIN在第一代和第五代培养物中被检测到，但其浓度逐渐下降，在第十代培养物中则完全消失。相关性网络分析显示P. aryabhattai的相对丰度与SIN含量之间存在强烈的正相关关系。此外，从迭代培养物中分离出一种被鉴定为P. aryabhattai的特定菌株L15。通过对P. aryabhattai L15代谢物进行UPLC-MS/MS分析，确认了SIN的存在，同时还检测到了其他生物碱，如环烷醇、N-甲基希根胺-7-O-葡萄糖苷和异喹啉。进一步的宏基因组分析表明，P. aryabhattai的相对丰度与植物组织中的SIN含量之间存在显著的正相关（p < 0.05）。本研究系统地阐明了内生菌的作用，并为生物活性化合物的合成及药物研究提供了潜在的菌株。