紫锥菊有望成为未来药用植物(2020.1.19 Plant Biotechnology Journal）

植物治疗是利用根据临床研究提供的证据从药用植物中提取的植物复合物的生物学特性来进行治疗。但这些制剂的使用存在两个主要问题：活性物质在植物制剂中浓度较低，以及有害物质的存在。通过研究药用植物与其菌群的相互作用，可以使次级代谢产物得到改善，这些研究对临床植物治疗具有重要意义。共生菌对药用植物的生长、健康和治疗特性的影响的重要性研究数据是及其缺乏的，因此为了建立和鉴定微生物培养物集合，阐明现代可持续农业的植物与微生物之间的相互作用，提高药用植物的产量，简化的模型系统的建立是至关重要的。

近日，Trends in Plant Science杂志在线发表了意大利佛罗伦萨大学题为 " Promoting Model Systems of Microbiota–Medicinal Plant Interactions " 的综述性文章。

本综述提倡用紫锥菊作为一种可替代的、可用的、有价值的模型系统。紫锥菊是一种合适的模式系统，因为其有详细的微生物种群，并建立了成熟的植物-微生物群相互作用的体外模型，以调节其次级代谢产物。尽管缺乏对紫锥菊菌微生物组结构的表征，但正在努力对其基因组进行完全测序，并且有望很快获得结果。此外，由于紫锥菊合适的功效和安全性，欧洲药品管理局批准了以紫锥菊为基础的药物作为传统普通感冒药的短期使用。紫锥菊是一种重要的经济商品，其全球市場价值估计为5070万美元，这将有助于使其成功地从实验室转化为临床研究。

紫锥菊作为药用植物，具有以前表征的化学特征，包含公认的治疗成分以及未来研究的新的分子。它在研究植物微生物群在活性化合物合成中的作用以确定该植物的治疗特性方面具有重要的作用。研究发现紫锥菊的根，茎和叶具有不同的细菌群落，为建立体外模型打下了基础。建立无菌性紫锥菊的体外感染模型，接种从紫锥菊的根，茎，叶中分离的菌株，发现未受感染的对照植株和受感染植株之间的次生代谢物水平不同，表明细菌感染能够调节它们的生物合成。此外，与阿卡米德代谢途径相关的基因的表达水平与对照相比在受感染植株中表达更高。利用该模型进行的实验首次证明，植物与微生物的相互作用可以影响植物的次生代谢，从而影响植物的（治疗性）特性。因此，紫锥菊的现有模型可以被认为是一个优秀的研究药用植物与细菌相互作用，生产活性化合物的新兴模型系统。

一个模型系统需要满足几个条件，比如经济价值高，易于栽培，种子发芽和育苗时间短。紫锥菊是一种常见的药用植物，具有很高的商业价值，在体外生长相对较快（即种子发芽6-7天，幼苗发育5 - 6周）。因此紫锥菊有可能像拟南芥一样成为未来药用植物研究的模式植物。

植物基因型和环境因素（生物的和非生物）都能促进植物表型生长发育。植物-微生物群的相互作用（在遗传和生化水平上）产生次级代谢产物，形成新的生物活性分子，从而影响治疗植物的特性。因此基础研究将为应用研究打下基础，这将使这种植物模型作为新的“绿色”药物的生产者。