Heilpflanzen sind wichtige Nutzpflanzen und von großem Wert in der Gesundheitsbranche. Das schnelle Wachstum der Marktnachfrage hat zu einem Mangel an chinesischen Heilpflanzen und einem jährlichen Preisanstieg geführt. Sekundärmetaboliten (SMs), die wichtigsten aktiven Bestandteile von Heilpflanzen, werden häufig zur Herstellung klinischer Therapeutika oder von Rohstoffen für Arzneimittelpräparate verwendet.
Die Anreicherung von SM in Heilpflanzen wird sowohl von internen physiologischen Faktoren als auch von externen Umweltfaktoren wie Klima, physikochemischen Bodeneigenschaften und Mikroorganismen beeinflusst.
Studien der letzten Jahre haben ergeben, dass die Rhizosphäre und endophytische Mikroorganismen eine entscheidende Rolle bei der Ansammlung wichtiger SMs in vielen Heilpflanzen spielen.
Kürzlich veröffentlichten Professor Hong Wu und sein Team vom Medicinal Plant Research Center der South China Agricultural University einen Übersichtsartikel mit dem Titel „Regulation der Ansammlung sekundärer Inhaltsstoffe in Arzneipflanzen durch rhizosphärische und endophytische Mikroorganismen“ In Heilpflanzenbiologie.
In dieser Übersicht fassen sie die Faktoren zusammen, die die Zusammensetzung der rhizosphärischen und endophytischen Mikroorganismen in Heilpflanzen beeinflussen, darunter die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodens, die Pflanzmethode, verschiedene Entwicklungsstadien der Heilpflanzen und Pflanzensorten.
Darüber hinaus zeigt die Studie, dass Mikroorganismen Gene kodieren, die mit Stickstofffixierung, Phosphatstoffwechsel, Hormonsynthese und Wurzelbesiedlung in Zusammenhang stehen. Durch die Fixierung von Stickstoff und die Auflösung von Phosphatgestein zur Freisetzung von freiem Phosphor können die Pflanzenhöhe und das Frischgewicht von Heilmitteln erhöht werden. Darüber hinaus können einige Mikroorganismen das Wachstum von Heilpflanzen fördern, indem sie das Wachstum von Krankheitserregern hemmen.
Der Bericht erörtert auch den Mechanismus, durch den Mikroorganismen die Ansammlung von SMs in Heilpflanzen fördern. Einige Mikroorganismen synthetisieren SMs durch Gencluster, die Gene kodieren, die mit der SM-Synthese in Zusammenhang stehen. Darüber hinaus können Mikroorganismen Pflanzenhormone synthetisieren oder die Ansammlung von SMs beeinflussen, indem sie den Hormonspiegel im Wirt beeinflussen.
Darüber hinaus können Mikroorganismen den Wirkstoffgehalt erhöhen, indem sie das Immunsystem von Heilpflanzen aktivieren und so die Expression von Genen stimulieren, die mit Stoffwechselwegen in Zusammenhang stehen. Umgekehrt können von einigen Heilpflanzen synthetisierte SMs auch die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft beeinflussen.
Dieser Überblick über endophytische und rhizosphärische Mikroorganismen, die die Anreicherung von Wirkstoffen in Heilpflanzen regulieren, kann eine theoretische Grundlage für die Entwicklung effizienter und qualitativ hochwertiger mikrobieller Düngemittel legen und so wesentlich zur Weiterentwicklung der grünen Landwirtschaft beitragen.
Mehr Informationen:
Jianbin Yu et al., Regulierung der Ansammlung sekundärer Metabolite in Arzneipflanzen durch rhizosphärische und endophytische Mikroorganismen, Heilpflanzenbiologie (2024). DOI: 10.48130/mpb-0024-0011