针对黄芪种植中化肥农药过量施用、连作障碍严重等问题,基于植物根系微生物与宿主植物联系紧密及其在提高作物产量、防治病害等方面的巨大潜力,课题组前期与达茂旗天创中药材科技有限公司等企业合作,从内蒙古黄芪主产区固阳、达茂旗等地区采集黄芪根样及其根际土样,进行了以下研究工作,为解决黄芪种植问题奠定了基础:
1. 分析了黄芪根际微生物与黄芪生长及有效成分积累间的相关性。利用高通量测序对不同生长年限的黄芪根际土壤细菌和真菌群落结构进行分析,发现,子囊菌门与罗兹菌门两个真菌菌门,Ellin6055、芽生球菌属、微枝形杆菌属三个细菌菌属及亚隔孢壳属、节枝孢属、枝孢霉属、Lectera、新刺毛茎点霉属五个真菌属对黄芪的生长及有效成分的积累具有显著促进作用。为今后黄芪微生物资源开发指明了方向。
2. 建立了黄芪根系微生物菌种库。分离黄芪根系微生物,包括根际及内生细菌、放线菌、真菌,建立黄芪根系微生物菌种库。共分离获得863个细菌菌株,53株放线菌,185个根系真菌菌株。为后续相关工作的开展奠定了菌株资源基础。
3. 建立了黄芪促生菌菌种库。分离筛选黄芪根际及内生促生菌,目前已经筛选到168株功能菌,包括12个属,18个种,芽孢杆菌为优势菌,其中,芽孢杆菌属、节杆菌属、寡养单胞菌属、假单胞菌属是常见的促生菌。并从中筛选到57个菌株对黄芪幼苗有促生作用,获得一批促生效果显著的菌株。
4. 建立了黄芪病原菌菌种库。对采集得到的黄芪患病植株进行根际、内生真菌的分离及鉴定,获得52株潜在的病原菌。镰刀菌属在种植区域为重要的致病菌,粉红螺旋聚孢霉为黄芪的新型致病菌。其中,腐皮镰刀菌为主要致病菌,占40%。弓孢镰刀菌、三线镰刀菌、燕麦镰刀菌、织球壳枯萎菌、链格孢菌可能是内蒙古黄芪潜在的条件致病菌。
5. 建立了黄芪酚酸降解菌菌种库。植物根系分泌的酚酸类物质是造成连作障碍的主要原因。以植物常见的酚酸类化感物质香豆酸、肉桂酸、苯甲酸、对羟基苯甲醛、对甲氧基苯甲酸作为唯一碳源,对部分黄芪主产区土壤样品进行了酚酸降解菌的富集、分离、鉴定,共分离获得211株菌,其中有146株细菌、65株真菌。假单胞菌属在种植区域为重要的酚酸降解菌。以香豆酸、肉桂酸、苯甲酸、对羟基苯甲醛、对甲氧基苯甲酸作为唯一碳源对分离得到的酚酸降解细菌进行连续培养,获得一批具备降解五种酚酸能力的优良菌株。
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