中药材地道性与根际微生物的相关性——基于凤丹的研究

中药材历来注重地道性，"同种异地"是地道药材产生的重要基础，它离不开植物、土壤和微生物所构建的根际微生态系统。本项目在前期研究的基础上，首先利用地道药材主产区- - 安徽铜陵地区凤丹GAP基地原位试验平台，结合微生物学、分子生物学等技术手段，研究比较凤丹不同产区和不同时期根际微生物群落分布的特点和规律；再从组织化学角度，利用LSCM和HPLC等技术，通过温室模拟试验，活体监测丹皮酚含量的动态变化，探索根际微生物对地道药材有效成分的调控机制；最后结合田间原位试验和温室模拟试验，解析根际微生物与丹皮酚产生的相关性，综合评价它们在中药材地道性形成过程中的增益贡献。从微生物生态学和组织化学角度，研究地道药材根际微生物对药材品质的生态效应和调控机制，不仅可以为资源的可持续发展提供科学指导，而且还可从创新角度丰富地道药材的研究内容，健全地道性评价的多元化指标体系。

"同种异地"是中药材道地性产生的重要基础之一。本研究运用微生物学、分子生物学、组织化学等技术手段，借助安徽铜陵地区凤丹GAP基地试验平台，研究比较了不同产区（安徽铜陵、南陵和亳州、山东菏泽和河南洛阳）与不同生长发育时期（花期、果期、地上部分枯萎期和萌芽期）药用牡丹根际土壤微生物整体活性、微生物多样性和内生菌的种类构成，建立了以草木灰为主要成分的植物创可贴处理正在生长的创伤植物以确保供试植物可以正常生长的植物活体取样方法、丹皮酚样品的制备与检测方法。.研究表明：道地产区的微生物整体活性高于非道地产区且丹皮酚的相对含量也高；三年生凤丹药材丹皮酚含量高，品质最优；不同产区牡丹根际AM 真菌定殖率和孢子密度呈现明显的季节性变化规律；构建的16S rRNA 基因克隆文库及文库的限制性片段长度多态性分析（ARDRA)表明凤丹根际土壤细菌种群主要包括变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门等11类细菌以及3个未归类的细菌，变形菌门和酸杆菌门为文库中的主要菌群（分别占克隆总数的47.34%和14.36%），其中Pseudomonas、Burkholderia和Arthrobacter为优势菌属；五个主产区药用牡丹根际土壤检出子囊菌门、担子菌门、壶菌门、球囊菌门、接合菌门，隶属22纲、70目、139科、266属，其中 Leptosphaeria 等24属真菌在各产区均有分布，Curvularia 等6属仅分布于道地产区，道地产区优势属有 Guehomyces、Exophiala、Fusarium，非道地产区优势属为 Leptosphaeria、Cryptococcus、Exophiala、Fusarium、Ceratobasidium；PCoA分析表明铜陵和南陵产区四个时期以及菏泽产区的萌芽期和果期真菌组成较为接近；Heatmap 显示铜陵和南陵产区牡丹根际土壤真菌群落结构相似，亳州、菏泽和洛阳三产区的相似。牡丹土壤酶活性在道地与非道地产区之间无必然规律，非牡丹皮道地性形成的主导因子；根际土壤细菌、真菌大多在各产区呈现特异性分布，种群组成多样、潜在新菌种丰富。该项目研究结果可为深入研究中药材道地性机制提供科学参考。