江 北， 呂夢霞， 蔣冬花

(浙江師范大學(xué) 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，浙江 金華 321004)

曲霉屬(Aspergillus)真菌是一類存在于自然界不同生境中的絲狀真菌，分布廣泛。曲霉具有豐富的酶類，能夠產(chǎn)生多種類型且具生理活性的代謝產(chǎn)物[1]。幾千年來，其逐漸成為食品發(fā)酵、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域的重要菌種。曲霉屬真菌的代謝產(chǎn)物化學(xué)結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性、多樣性、新穎性，主要有多糖類、生物堿類、聚酮類、二酮吡嗪類、蒽醌類等。這些代謝產(chǎn)物具有抗菌、抗癌、抗氧化、抗病毒等功能[2]。部分曲霉屬真菌具有很強(qiáng)的酶活性，在食品發(fā)酵中廣泛用于釀造醬油、醋，例如米曲霉(Aspergillusoryzae)等；現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)中用于生產(chǎn)酶制劑、有機(jī)酸等；農(nóng)業(yè)上可用于糖化飼料、降解有機(jī)磷農(nóng)藥、拮抗植物寄生線蟲等。本文重點(diǎn)綜述了近年來曲霉屬真菌產(chǎn)具有活性代謝物質(zhì)的研究及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，以期對曲霉屬真菌代謝產(chǎn)物的應(yīng)用提供參考。

1 曲霉屬真菌活性代謝物質(zhì)研究進(jìn)展

1.1 抗菌活性代謝產(chǎn)物

抗生素是由微生物(包括細(xì)菌、真菌等)或高等動植物在生長活動中所產(chǎn)生的能夠抵抗、消除病原體或其他活性的一類次級代謝產(chǎn)物。目前，市面上最常見的抗生素有鏈霉素、氯霉素等。近年來，由于其大量濫用，使得致病菌易變異且難以殺滅。曲霉屬真菌代謝產(chǎn)物種類多且功能豐富，因此從曲霉屬真菌的代謝產(chǎn)物中開發(fā)新型、有效的天然抗菌物質(zhì)就顯得尤為重要。

Liu等[3]從星骨屬海綿中分離得到1株聚多曲霉(A.sydowii)，從中分離到11種化合物，包括二酮哌嗪、色酮、二苯醚等。經(jīng)驗(yàn)證，二苯醚2、二苯醚4～7對3種病原菌：金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、魚類病原體腸炎鏈球菌(S.iniae)和魚腸道弧菌(Vibrioichthyoenteri,)均有抗菌活性。Awaad等[4]從土曲霉(A.terreus)中分離得到新的萜類次級代謝產(chǎn)物。通過擴(kuò)散法測得酒精提取物及從提取物中分離純化所得的萜類化合物對白色念珠菌(Candidaalbicans)、熱帶念珠菌(C.tropicalis)、近平滑念珠菌(C.parapsilosis)、銅綠假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)、嗜酸乳桿菌(Lactobacillusacidophilus)、戈登鏈球菌(S.gordonii)、變形鏈球菌(S.mutans)表現(xiàn)出很高的活性[5]。其中，萜類化合物效果優(yōu)于酒精提取物，且其對嗜酸乳桿菌(L.acidophilus)和熱帶念珠菌(C.tropicalis)活性最高，分別為(23.9±0.37; MIC值 0.24 μg/mL)和(22.4±0.58; MIC值 0.49 μg/mL)。

Zain等[6]從曲霉屬真菌A.persiiEML-HPB1-11中分離到青霉酸(3-甲氧基-5-甲基-4-氧代-2,5-己二烯酸)，其對體外的黃單胞菌(Xanthomonasarboricolapv.pruni)有強(qiáng)抑制作用。Ratnaweera等[7]從來源于斯里蘭卡海綿的黃柄曲霉(A.flavipes)代謝物中分離到aspochalasin B、D、M，asperphenamate和4-OMe asperphenamate五種化合物。其中aspochalasin B和D對枯草芽胞桿菌(MIC值分別為16 μg/mL和32 μg/mL)、金黃色葡萄球菌(MIC值32 μg/mL)均有抑制作用。這為利用黃柄曲霉(A.flavipes)開發(fā)抑菌物質(zhì)提供了依據(jù)。

Mendes等[8]收集到1株來自智利阿塔卡馬沙漠巖石中的真菌Aspergillusfelis，命名為UFMGCB 8030。其二氯甲烷提取物對副球菌屬真菌(ParacoccidioidesbrasiliensisPb18)表現(xiàn)出抗真菌活性，MIC值為1.9 mg/mL。提取物經(jīng)純化后，得到最具抗真菌活性的化合物——細(xì)胞松弛素E，MIC值為3.6 mg/mL。Pan等[9]從來自臺灣龜山島海底熱液中的雜色曲霉(A.versicolor)XZ-4中分離純化得到了多種新型化合物，包括3種新的喹唑啉衍生物(1～3)、1種新的含氧惡庚因的天然產(chǎn)物(4)和4種新的環(huán)戊烯衍生物(5～7和9)。其中，化合物5、7、8、9的MIC值均為32 μg/mL時(shí)，對大腸埃希菌(Escherichiacoli)有抑制活性。Tetz等[10]從感染肺炎的患者組織中分離得到曲霉屬真菌，并從中分離到一種新型化合物Mul-1867，其對念珠菌屬(Candidaspp.)有較強(qiáng)的抑制作用。大量數(shù)據(jù)表明，Mul-1867具有開發(fā)成吸入性抗真菌劑的潛力，在用于治療和預(yù)防真菌呼吸道感染中有廣闊的應(yīng)用前景。

1.2 抗氧化活性代謝產(chǎn)物

抗氧化是抗氧化自由基的簡稱，有延緩衰老的作用。研究表明，自由基與疾病有著密切聯(lián)系，如腦血栓、視網(wǎng)膜病變、癌癥等都與自由基在人體內(nèi)的堆積過多和過氧化反應(yīng)有關(guān)。隨著對自由基研究的逐步深入，專家們意識到，清除多余自由基有益于某些疾病的預(yù)防和治療，而自由基清除劑的研究對人體健康有著重要意義。因此，開發(fā)和利用高效無毒的天然抗氧化劑—自由基清除劑，已成為當(dāng)今科學(xué)研究領(lǐng)域的趨勢[11]。

徐燕等[12]從來源于土壤真菌的棘孢曲霉(A.aculeatus)中分離得到4個(gè)化合物(1～4)，其中(1)和(2)是新化合物，化合物1：2-(2′-4′-6′-三羥基)-7-羥基-5-甲基色原酮；化合物2：(E)-4-羥基-3-[(3-甲基-4-羥基-2-丁烯)氧代]苯甲酸?；钚詼y試表明4號化合物具有較強(qiáng)抗氧化性，該化合物為(3R, 4S)-8-羥基-3,4,5-三甲基-6酮-4,6-二氫-3H-異色烯-7-羧酸，其IC50值為0.27 mg/mL。

Rajamanikyam等[13]從曲霉A.allahabadii中分離得到兩個(gè)化合物—麥芽酚和曲酸?；陔娮愚D(zhuǎn)移(ET)系統(tǒng)(DPPH自由基，NO和ABTS+)對兩種抗氧化劑測定評估。ABTS+清除能力，其代表親水介質(zhì)中的自由基清除能力[14]。以Trolox為陽性對照進(jìn)行DPPH自由基清除活性測試，結(jié)果表明麥芽酚和曲酸對DPPH自由基清除活性一般，其抗氧化活性分別為135.07、272.88 μmol/L，而對照組Trolox的抗氧化活性值為398.33 μmol/L，故這兩個(gè)化合物對清除DPPH自由基的反應(yīng)是溫和的，而對NO自由基清除能力較差；在ABTS+自由基清除活性測試中，仍以Trolox為陽性對照，結(jié)果顯示麥芽酚和曲酸對ABTS+自由基清除活性要強(qiáng)于Trolox，三者的清除活性分別是790.87、697.323 9、397.97 μmol/L。從此數(shù)據(jù)得出，麥芽酚的ABTS+自由基清除活性更強(qiáng)，這為麥芽酚成為新的抗氧化劑提供了可能。

郭雷等[15]從海洋來源的塔賓曲霉(A.tubingensis)LW-42中分離得到2個(gè)萘并吡喃酮類化合物aurasperone A和aurasperone B，通過以抗壞血酸為陽性對照進(jìn)行DPPH自由基清除活性測試，結(jié)果顯示雖然兩個(gè)化合物對DPPH自由基清除活性皆低于抗壞血酸，但仍具有一定的抗氧化性，aurasperone A、B的EC50值分別為0.18和0.11 mg/mL，且隨著化合物的濃度從0.062 5 mg/mL提高到1.0 mg/mL，兩者對DPPH自由基的清除活性也從(34.93±1.17)%、(38.33±1.29)%提高到(71.02±2.35)%、(76.74±1.82)%。這兩個(gè)化合物的其他功能已有文獻(xiàn)闡述，但是該文獻(xiàn)報(bào)道的具有氧化活性功能是首次，這為進(jìn)一步開發(fā)這兩個(gè)化合物在藥品、化妝品和食品工業(yè)中的應(yīng)用提供參考。

1.3 抗病毒活性代謝產(chǎn)物

病毒是一類結(jié)構(gòu)簡單，個(gè)體微小，需在活體內(nèi)寄生存活的非細(xì)胞型生物。其對人體健康和動植物生長會產(chǎn)生很嚴(yán)重的影響[16]。由病毒引起的常見疾病有禽流感、乙型腦炎、麻疹、嬰兒癱、乙肝、狂犬病、艾滋病、煙草花葉病等。目前，為了抵抗病毒的侵襲，產(chǎn)生了大量濫用抗生素的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致病毒易變異且難以殺滅。曲霉屬真菌的代謝產(chǎn)物種類繁多且結(jié)構(gòu)新穎，抗病毒的機(jī)理復(fù)雜。經(jīng)過研究，從曲霉屬真菌的代謝產(chǎn)物中得到了一些具有良好抗病毒活性的物質(zhì)，主要有生物堿、多糖等。

2013年，He等[17]從海南三亞的柳珊瑚中收集到土曲霉(A.terreus)SCSGAF0162。通過發(fā)酵及化合物的分離純化，最后得到3種新化合物。化合物1：具有細(xì)胞毒性和抗病毒的環(huán)狀四肽asperterrestide A；化合物2：生物堿terremide C；化合物3：芳香族丁烯內(nèi)酯aspernolide E。以RIBA為陽性對照，通過CPE測定化合物抗病毒能力，結(jié)果表明化合物1對流感病毒株H1N1和H3N2均有抑制作用。

近年來，曲霉在抗煙草花葉病毒(TMV)方面的研究也有報(bào)道。Tan等[18]在2015年從鴉膽子的植物組織中分離得到一個(gè)內(nèi)生真菌，鑒定為塔賓曲霉(A.tubingensis)FJBJ11。根據(jù)生物測定法、局部病變法和葉盤法分離得到一個(gè)具有較強(qiáng)抑制TMV感染和復(fù)制作用的環(huán)五肽化合物—malformin A1，這為進(jìn)一步研究malformin A1作為主要化合物或新的殺病毒劑奠定了基礎(chǔ)。Zhou等[19]從米曲霉(A.oryzae)中分離得到4種新的異香豆素衍生物(1～4)以及5種已知的異香豆素衍生物(5～9)，其中化合物1和2具有特殊的2-氧代丙基和稀有的3-羥基丙基?？筎MW研究結(jié)果顯示，化合物1和2對抗煙草花葉病毒有中等抑制活性，抑制率分別為28.4%和30.6%。Du等[20]從雜色曲霉(A.versicolor)中分離得到4種對TMV有活性的化合物，分別是6,7-二甲氧基-3-甲基-5-(3-甲基丁烯-2-丁烯基)-1H-異色烯、7-甲氧基-3-甲基-5-(3-甲基丁烯-2-丁烯基)、3-甲基-5-(3-甲基丁烯-2-丁烯基)-1H-異苯并吡喃-6-醇和一種已知的異香豆素，抑制能力分別為26.8%、25.4%、24.2% 和18.6%。2017年，Hu等[21]從雜色曲霉(A.versicolor)中分離得到兩種新的異戊烯基異香豆素，對TMV顯示出中等活性。

根據(jù)近幾年研究進(jìn)展發(fā)現(xiàn)，曲霉屬真菌的代謝產(chǎn)物種類繁多且功能作用豐富。其中越來越多的新型結(jié)構(gòu)產(chǎn)物從曲霉屬真菌中被分離出來，它們具有不同程度的抗菌、抗氧化、抗病毒等功能。除了上述綜述的作用外，曲霉屬真菌產(chǎn)生的活性代謝產(chǎn)物還在抗腫瘤[22-23]、抗糖尿病[13]、降低血脂[24]方面展現(xiàn)出了巨大的潛能，這為開發(fā)新型的藥劑提供了充分的理論依據(jù)。

2 曲霉屬真菌代謝產(chǎn)物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 曲霉屬真菌在生物肥料領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1.1 曲霉屬真菌在秸稈腐熟菌劑中的應(yīng)用 秸稈，是指水稻、小麥、玉米等部分農(nóng)作物收獲后留下的莖葉部分，屬于殘留的農(nóng)副產(chǎn)物。工業(yè)化前，秸稈的用途多樣化，包括曬干當(dāng)柴火、編織成掃帚和坐墊、鋪屋頂?shù)?；工業(yè)化后，工業(yè)制品大量出現(xiàn)，人們對秸稈的需求量大幅下降，成堆的秸稈通過焚燒來處理。然而焚燒秸稈會污染空氣、引起火災(zāi)等。因此，秸稈的處理也引起了政府的重視，同時(shí)也逐漸成為專家們研究的熱門方向之一。

秸稈中含有豐富的木質(zhì)素、纖維素和半纖維素，降解后可作為生物肥料為土壤提供植物生長所需的碳、氮、磷、鉀等元素，但同時(shí)木質(zhì)素、纖維素等在一般土壤環(huán)境中很難自然降解，這也是秸稈難以利用的主要原因。因此，尋找不污染環(huán)境且能夠有效降解秸稈的微生物顯得尤為重要。楊振興等[25]測試了用秸稈腐熟劑在玉米秸稈還田過程中的效果，研究表明，在玉米秸稈還田過程中施用適量的秸稈腐熟劑，加快了秸稈在土壤中的腐解速度，穩(wěn)定提高了土壤中營養(yǎng)成分的含量，使得玉米產(chǎn)量明顯增加。因此，使用秸稈腐熟劑，不但有利于減輕和防止過量秸稈對植物生長帶來的不利影響，也有利于土壤中營養(yǎng)成分含量的提高。秸稈腐熟劑是一種由能夠降解秸稈的微生物組成的菌劑，其主要成分是可降解秸稈的酶類物質(zhì)，包括纖維素酶、半纖維素酶和木質(zhì)素酶。目前發(fā)現(xiàn)能夠降解秸稈的微生物主要有細(xì)菌、真菌和放線菌。曲霉屬真菌作為真菌中的一大類，在這方面也發(fā)揮著不可忽視的作用。研究報(bào)道，黑曲霉(A.niger)、煙曲霉(A.fumigatus)、米曲霉(A.oryzae)、亮白曲霉(A.albicans)等可降解纖維素、半纖維素和木質(zhì)素[26-28]，這些真菌均有開發(fā)研制成秸稈腐熟劑的潛力。李金花[29]選用米曲霉(A.oryzae)CGMCC5992為實(shí)驗(yàn)材料，利用菌株發(fā)酵產(chǎn)生木質(zhì)素過氧化物酶(Lip)來降解秸稈，采用搖瓶發(fā)酵方式，通過單因素分析、正交實(shí)驗(yàn)、響應(yīng)面分析等方法進(jìn)行發(fā)酵工藝的優(yōu)化，以期提高Lip的產(chǎn)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到最適培養(yǎng)基配方為30 g 玉米秸稈、2.5 g麥芽糖、2.5 g甘油、15 g酵母浸膏、45 g硫酸銨、0.4 g硫酸亞鐵、0.4 g硫酸銅、1.0 g硫酸錳、0.6 g硫酸鎂、0.1 g VB12、5.5 g甘氨酸、1 000 mL水；最適培養(yǎng)條件：35 ℃、160 r/min、裝液量111 mL、接種量12%，在上述條件下，LiP 產(chǎn)量達(dá)到2 267 U/L。Li等[30]在灰綠曲霉(A.glaucus)CCHA中發(fā)現(xiàn)一種獨(dú)特的類似GH5纖維素酶，其是一種內(nèi)切葡聚糖酶，被稱為AgCMCase。該酶在巴斯德畢赤酵母系統(tǒng)中被表達(dá)和純化。純化后的AgCMCase在高低酸堿環(huán)境、高溫環(huán)境、高低鹽濃度中表現(xiàn)出穩(wěn)定性。研究人員通過測試AgCMCase對稻草和玉米秸稈的水解作用來評估其活性。結(jié)果表明AgCMCase對稻草和玉米秸稈均有水解作用，且在相同水解時(shí)間中，其水解玉米秸稈的效果最好，得到的還原糖更多。因此，AgCMCase是一種耐高溫、耐鹽，具有工業(yè)應(yīng)用潛力的纖維素酶。馬旭光等[31]通過優(yōu)化發(fā)酵工藝，提高了航天誘變菌株黑曲霉(A.niger)ZM-8產(chǎn)纖維素酶的能力，使其FPU(濾紙酶)和CMC(內(nèi)切酶)的酶活分別為提高至6.57 U/g和22.38 U/g，同時(shí)也提高了其對小麥秸稈的降解能力。Prajapati等[32]通過改良的Mandel礦物培養(yǎng)基和剛果紅染色的方法，從印度多個(gè)地區(qū)的牛糞堆樣品中分離得到產(chǎn)纖維素酶的塔賓曲霉(A.tubingensis)NKBP-55。該菌株可利用農(nóng)業(yè)殘留物的糖來進(jìn)行發(fā)酵。由此可用塔賓曲霉NKBP-55制備酶制劑來水解像玉米秸稈、稻草等復(fù)雜的農(nóng)業(yè)殘留物。秸稈腐熟菌劑中菌種降解秸稈的原理在于其能夠降解纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。因此，尋找能夠降解這三種物質(zhì)的微生物能為開發(fā)高效的秸稈腐熟劑提供一定的資源。

2.1.2 曲霉屬真菌降磷生物菌劑中的應(yīng)用 磷元素對于植物生長至關(guān)重要，磷元素的缺乏會導(dǎo)致植物開花延遲、種子個(gè)小且不飽滿等問題。故在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)者會施用大量的磷肥為植物提供磷元素。但是由于固定化作用，磷元素絕大部分都是以難溶化合物的形式存在，植物幾乎不能利用這些磷元素[33]。自1903年有專家發(fā)現(xiàn)土壤中存在著能夠?qū)㈦y溶磷元素轉(zhuǎn)化為可溶性磷元素的微生物后，越來越多的科研人員對該領(lǐng)域進(jìn)行了深入的研究[34]。目前發(fā)現(xiàn)的解磷微生物主要包括細(xì)菌、真菌、放線菌。雖然土壤中存在的解磷細(xì)菌和放線菌比解磷真菌多幾倍，但是真菌的解磷能力相較另兩種來說具有更穩(wěn)定、更強(qiáng)、更持久的特點(diǎn)。Xiao等[35]在中國的農(nóng)業(yè)土壤和湖泊中分離得到2株具有溶磷能力的絲狀真菌，分別是黑曲霉WHAT2和炭黑曲霉(A.carbonarius)WHAT3。兩株菌在以Ca3(PO4)2為唯一磷源的NBRIP培養(yǎng)基中能夠正常生長，且10 d后培養(yǎng)基中的可溶性磷酸鹽含量與空白組—不接菌且以Ca3(PO4)2為唯一磷源的NBRIP培養(yǎng)基比較，有顯著增加。實(shí)驗(yàn)還證明這兩株菌對CaSO4(PO4)2也具有溶磷能力。該結(jié)果為開發(fā)這兩株菌作為溶磷生物肥料奠定了基礎(chǔ)。楊順等[36]從作物根際土壤中分離得到2株高效溶磷的曲霉屬真菌，分別是黑曲霉P1-1、塔賓曲霉P2-2，其中塔賓曲霉P2-2的溶磷特性為首次報(bào)道。結(jié)合溶磷圈篩選實(shí)驗(yàn)和鉬銻抗比色實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，兩株菌株對Ca3(PO4)2、Zn3(PO4)2、羥基磷灰石均有較強(qiáng)的溶解效果，尤其對Zn3(PO4)2溶磷能力更強(qiáng)。馬衛(wèi)等[37]從富磷礦區(qū)土壤中篩選獲得1株高效溶磷的曲霉屬真菌，經(jīng)鑒定為黑曲霉MEM07。通過溶磷圈法分離、鉬銻抗比色法測定菌株對不同難溶性磷酸鹽的溶解效果,結(jié)果表明黑曲霉MEM07對Ca3(PO4)2、Mg3(PO4)2、AlPO4、磷礦粉的溶磷能力分別為1 242.49、1 350.05、712.03、827.29 mg/L。實(shí)驗(yàn)還對該菌株的培養(yǎng)基成分進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后使真菌MEM07對磷酸鈣的溶磷能力提高至1 489.71 mg/L。黑曲霉、塔賓曲霉、炭黑曲霉等部分曲霉屬真菌能夠把土壤中難溶的磷肥溶解，變成易溶的磷酸鹽成分，為土壤提供充足的磷元素，為植物提供豐富的磷肥。因此，曲霉屬真菌具有開發(fā)成溶磷生物菌劑的潛力。

2.2 曲霉屬真菌在生物防治領(lǐng)域的應(yīng)用

2.2.1 拮抗植物寄生線蟲 植物寄生線蟲是重要的農(nóng)業(yè)害蟲，經(jīng)常造成嚴(yán)重的作物損失[38]。目前，全球發(fā)現(xiàn)的植物寄生線蟲主要有根結(jié)線蟲(Meloidogyne)、松材線蟲(Bursaphelenchusxylophilus)、大豆孢囊線蟲(HeteroderaglycinesIchinohe)、甘薯莖線蟲(DitylenchusdestructorThorne)和香蕉相似穿孔線蟲(Radopholussimilis)等。植物寄生線蟲能夠寄生在多種作物中，其中最重要的兩個(gè)群體是Meloidogynespp.(根結(jié)線蟲屬)和Ditylenchusspp.(莖線蟲屬)[39]。Ditylenchusspp.群體是世界范圍作物的害蟲，比Meloidogynespp.群體更易見，尤其在哈薩克斯坦馬鈴薯中特別普遍。小麥孢囊線蟲是全世界影響小麥生產(chǎn)的一類重要的病原體，嚴(yán)重威脅著我國小麥的生產(chǎn)。堅(jiān)晉卓[40]從甘肅省永登縣和天祝縣等小麥禾谷孢囊線蟲病田土樣中分離能夠拮抗小麥孢囊線蟲的微生物。通過禾谷孢囊線蟲卵的寄生試驗(yàn)得到27株對小麥孢囊線蟲的寄生率在40%以上的菌株，其中包括土曲霉(A.terreus)、寄生曲霉(A.parasiticus)等。對得到的部分真菌進(jìn)行作用方式探究實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明土曲霉和寄生曲霉對該蟲均有一定的抑制作用。土曲霉對小麥孢囊線蟲二齡幼蟲的致死率高達(dá)90.40%，卵寄生率為74.33%，卵孵化的抑制率為66.20%。寄生曲霉對小麥孢囊線蟲二齡幼蟲的致死率為68.13%，卵寄生率為70.00%，卵孵化抑制率為66.20%。Shemshura等[41]用麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基從土壤中分離得到1株白曲霉(A.candidus)，其能夠分泌化合物來拮抗植物寄生線蟲。將該菌株菌絲接種至大豆培養(yǎng)基中大量搖床發(fā)酵，得其發(fā)酵液，通過硅膠柱層析、薄層層析、制備色譜、光譜和元素分析來分離鑒定，得到2種化合物，分別是化合物1：2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸(檸檬酸)；化合物2：3-羥基-5-甲氧基-3-(甲氧基羰基)-5-氧代戊酸?；衔?濃度調(diào)至50 mg/mL，并以50 mg/mL檸檬酸標(biāo)準(zhǔn)品為對照，在水中進(jìn)行測試，結(jié)果顯示經(jīng)化合物1和檸檬酸標(biāo)準(zhǔn)品處理后的植物寄生線蟲Meloidogyneincognita的卵孵化減少超過94%。另外，該實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)化合物1和化合物2均可降低植物寄生線蟲Ditylenchus成蟲在宿主體外的活動能力。Kimura等[42]從土壤中篩選得到曲霉菌株，大量發(fā)酵得其發(fā)酵液，通過硅膠柱層析、光譜分析等手段，分離得到化合物5-羥甲基-2-糠酸。通過微孔測試法測定該化合物對不同種線蟲的拮抗作用，結(jié)果顯示該化合物對根腐線蟲(Pratylenchus)、穿孔線蟲沒有任何有效的殺線蟲活性，對松材線蟲(Bursaphelenchusxylophilus)和自由活體線蟲秀麗隱桿線蟲顯示出一定的殺線蟲活性，對植物生長沒有影響。

2.2.2 拮抗水稻白葉枯病菌 水稻白葉枯病是世界上危害水稻生產(chǎn)的三大病害之一，其由Xanthomonasoryzaepv.oryzae(Xoo)細(xì)菌引起。該病最早發(fā)現(xiàn)于日本，后來由于全世界糧食種子的調(diào)運(yùn)，該病不斷向周邊地區(qū)擴(kuò)散。20世紀(jì)七八十年代，該病波及地區(qū)有亞、歐、非、南美州，尤其以印度和我國病害最為嚴(yán)重。該病菌經(jīng)由水流傳播，通過葉片上的小孔或傷口侵入水稻，一般在臺風(fēng)暴雨較多或發(fā)生洪澇的年份引起病害的流行[43-44]。水稻遭受白葉枯病后，一般減產(chǎn) 10%～30%，發(fā)病嚴(yán)重的可達(dá)50%，甚至絕收。從品質(zhì)方面講，米質(zhì)松脆，口感很差。嚴(yán)重威脅全球農(nóng)業(yè)和糧食安全[45-46]。曾經(jīng)一段時(shí)間內(nèi)，由于防治得當(dāng)，水稻白葉枯病的發(fā)生頻率減少。但近年來，隨著水稻種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整和栽培品種的改變，尤其是臺風(fēng)暴雨等災(zāi)害性天氣發(fā)生頻率逐漸升高，以及菌源的變異等多種因素影響，水稻白葉枯病的發(fā)生有呈上升的趨勢。為此，尋求防治白葉枯病發(fā)生的方法對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。至今，防治水稻白葉枯病主要有化學(xué)防治、推廣抗病品種、生物防治等方法。其中化學(xué)方法依然是防治水稻白葉枯病最重要的手段，但是由于全球提倡綠色生態(tài)，故生物防治逐漸成為研究的熱門領(lǐng)域。查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，目前能夠拮抗水稻白葉枯病的微生物主要包括芽胞桿菌[47-49]、放線菌[50-52]和其他微生物[53-55]。但尚未有文獻(xiàn)報(bào)道曲霉屬真菌能夠防治水稻白葉枯病。本實(shí)驗(yàn)室以曲霉為切入點(diǎn)，通過共培養(yǎng)法初篩和牛津杯法復(fù)篩，從水稻根際土壤中分離得到1株能夠拮抗水稻白葉枯病的曲霉屬真菌，該菌株發(fā)酵液對體外水稻白葉枯病菌P6生理小種的抑菌圈直徑達(dá)31.3 mm，通過ITS序列分析并結(jié)合其菌落形態(tài)和顯微結(jié)構(gòu)，鑒定為菌核曲霉Aspergillussclerotiorum。該菌株已送至中國典型培養(yǎng)物中心保藏，且申請受理國家發(fā)明專利一項(xiàng)。通過水稻防效實(shí)驗(yàn)證明，該菌株發(fā)酵液對品種為臺北TN1、日本晴、浙福802、武運(yùn)粳21、中花11的水稻防治效果較好，較適宜的防治方法是在植株感染水稻白葉枯病前先噴發(fā)酵液，有利于抑制病菌感染水稻。通過硅膠柱層析、凝膠柱層析、核磁共振、質(zhì)譜水稻等手段，對具有拮抗作用的活性物質(zhì)進(jìn)行分離純化和鑒定，得到4種化合物，編號1～4，經(jīng)牛津杯法測定，4種化合物對水稻白葉枯病菌均有抑制作用。查閱大量文獻(xiàn)，未見有關(guān)化合物4的詳細(xì)報(bào)道，這是個(gè)較新的化合物，具有深入研究的價(jià)值。該實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論為用曲霉屬真菌防治水稻白葉枯病提供了一定的理論依據(jù)。

2.2.3 防治其他病蟲害 曲霉屬真菌對除植物寄生線蟲外的其他一些植物病蟲害也有一定的抑制作用。羅寒等[56]從紅樹林植物欖李新鮮葉片中分離得到1株內(nèi)生雜色曲霉(A.versicolor)MA-229，通過大量發(fā)酵、化合物分離的方法得到9種化合物，其中化合物1為一種新化合物。通過生物活性測定，化合物1(22-epi-aflaquinolone B)對小麥全蝕病菌有較好活性，與陽性對照兩性霉素B的結(jié)果相同，MIC值均為32 μg/mL?；衔?為14-epi-isochaetominine C，對小麥赤霉病菌有較好的活性，MIC值為16 μg/mL。從煙曲霉(A.fumigatus)中分離得到抗生素—煙曲霉素，是目前唯一一種能夠有效治療微孢子蟲病的藥物。孫明輝等[57]在其發(fā)表的研究進(jìn)展中闡述了低濃度的煙曲霉素在探究降解過程中的煙曲霉素對東方和西方孢子蟲的影響。用10種不同濃度的煙曲霉素處理(25 mg/L以及0.02×，0.01×，0.002×，0.001×，0.000 2×，0.000 06×，0.000 01×，0.000 003 3×，0×)感染孢子蟲的蜜蜂，結(jié)果顯示在0.01×和0.001×給藥組中，東方孢子蟲的數(shù)量分別比西方孢子蟲高165%和129%，東方孢子蟲煙曲霉素空白組的數(shù)量比西方孢子蟲高30%。在濃度為1.0×?xí)r，煙曲霉素對東西方孢子蟲均有顯著抑制作用；在濃度為0.01×?xí)r，煙曲霉素對東方孢子蟲作用不顯著，但西方孢子蟲在此濃度下明顯受到抑制；在濃度為0.002時(shí)，煙曲霉素對兩者都不起作用；且濃度在0.000 003 3×～0.01×內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組的東方孢子蟲數(shù)量顯著高于煙曲霉素空白組的東方孢子蟲數(shù)量。而對于西方孢子蟲來說，濃度≤ 0.002×?xí)r，孢子數(shù)量與煙曲霉素空白組沒有明顯差異。從上述研究發(fā)現(xiàn)，東方孢子蟲和西方孢子蟲的繁殖情況明顯不同。

3 小 結(jié)

曲霉屬真菌的代謝產(chǎn)物種類各異，包括生物堿、多肽、聚酮類、蒽醌類、吩嗪類等。這些代謝產(chǎn)物與人類的生活息息相關(guān)，應(yīng)用廣泛，市場潛力大，普遍可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化妝品、生物能源開發(fā)、食品等行業(yè)。研究人員也從不同曲霉屬真菌中分離得到許多新的化合物，為各領(lǐng)域的研究開發(fā)新產(chǎn)品提供了理論依據(jù)。

目前，曲霉屬真菌次級代謝產(chǎn)物的研究存在著一些亟待解決的問題。其一，目前研究的曲霉屬真菌的次級代謝產(chǎn)物仍主要依靠菌株篩選、分離鑒定、對目標(biāo)代謝產(chǎn)物進(jìn)行分離和鑒定、通過優(yōu)化發(fā)酵工藝提高目標(biāo)代謝產(chǎn)物產(chǎn)量，最后大量發(fā)酵開發(fā)這一流程。但是這種研發(fā)流程僅適用于極少部分的曲霉屬真菌。在地球不同生境中，存在著許許多多的微生物，它們并不能用這種常規(guī)的培養(yǎng)方式來進(jìn)行開發(fā)利用；其二，直接采用硅膠柱層析等方法分離所得的化合物量少且純度有限；其三，采用優(yōu)化發(fā)酵工藝來提高目標(biāo)代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量是有限的，且在不同生產(chǎn)環(huán)境中容易產(chǎn)生不穩(wěn)定的情況；其四，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的野生型曲霉屬菌株很難確保對人畜、環(huán)境基本無影響。

因此，對曲霉屬真菌次級代謝產(chǎn)物的研究還要結(jié)合基因工程技術(shù)、納米材料生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、生物發(fā)酵技術(shù)等。曲霉屬是一類代謝途徑復(fù)雜的微生物，大多數(shù)次級代謝產(chǎn)物都有其獨(dú)特的生物合成途徑、酶學(xué)機(jī)理、生物合成機(jī)制。因此，可用結(jié)合DNA測序技術(shù)、生物信息學(xué)技術(shù)對有價(jià)值的曲霉屬真菌進(jìn)行全基因組測序，并從基因組中探尋菌株目標(biāo)次級代謝產(chǎn)物的完整生物合成基因簇，從全基因水平上針對性地對次級代謝產(chǎn)物途徑進(jìn)行強(qiáng)化[58]；或是通過克隆手段，將基因轉(zhuǎn)入高產(chǎn)菌株中進(jìn)行表達(dá)，以期提高次級代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量和純度。同時(shí)，利用這些手段也可開發(fā)新型、穩(wěn)定、持久、高效的能為農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展服務(wù)的曲霉屬真菌。

中國是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國，近年來，曲霉屬真菌在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的研究逐漸深入，其在生物肥料、生物防治菌劑等方面都有廣泛應(yīng)用。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與人們的各方面息息相關(guān)，尤其是安全無毒、環(huán)境友好方面。由于科技迅猛發(fā)展，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域各方面的高效菌株層出不窮，研究人員可以結(jié)合基因工程，對有利用價(jià)值和開發(fā)前景的菌株進(jìn)行基因改造，使其在開發(fā)過程中更加穩(wěn)定、更加安全。