【摘 要】
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党参(Codonopsis pilosula(Franch.)Nannf.)为多年生草本植物,桔梗科党参属,具有补中益气、止渴、健脾益肺,养血生津等功效。2018年,卫健委将其纳入药食同源名单,党参内生菌与党参在长期进化过程中形成互利共生关系,可增强宿主抗旱耐寒、抗疾病能力、促进宿主生长以及提高药材质量等,对完善中药材规范化种植和全面提升其产业发展水平具有积极作用。因此,本文以甘肃省道地药材党参为
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党参(Codonopsis pilosula(Franch.)Nannf.)为多年生草本植物,桔梗科党参属,具有补中益气、止渴、健脾益肺,养血生津等功效。2018年,卫健委将其纳入药食同源名单,党参内生菌与党参在长期进化过程中形成互利共生关系,可增强宿主抗旱耐寒、抗疾病能力、促进宿主生长以及提高药材质量等,对完善中药材规范化种植和全面提升其产业发展水平具有积极作用。因此,本文以甘肃省道地药材党参为材料,通过检测党参根际土壤理化性质探索党参内生细菌与环境因子的关系,利用纯培养法分析不同时空生境条件下党参内生细菌多样性,并经过共培养策略研究了党参内生细菌对宿主促生长效应的研究。主要结果如下:(1)对党参采样地对应根际土壤理化性质、养分含量、酶活性等成分分析可得,不同生境下党参生长地土壤偏碱性,pH值变化范围在7.63~8.43之间,水分含量为9.53%~19.95%,电导率变化范围较大,在86.41~312.67μs/cm范围内;党参根际土壤全氮、速效氮和速效磷含量均为秋冬季节大于春夏时期,有机质含量为春夏时期大于秋冬季节,全磷和速效钾大部分地区表现为春夏季节大于秋冬时期。党参主根长、主根直径与土壤养分含量相关性分析表明,土壤有机质、全磷和蛋白酶活性是影响党参根系生长的关键因素。(2)采用传统的培养法对甘肃省六个样地(会川、陇西、漳县、岷县、渭源和临洮)四个季度72个党参根部内生细菌进行分离和纯化,共分离得到460株内生细菌,利用分子生物学方法鉴定隶属为23个属,分别为芽孢杆菌属(Bacillus)、叶杆菌属(Phyllobacterium)、微杆菌属(Microbacterium)、肠杆菌属(Enterobacter)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、短杆菌属(Brevibacterium)、节杆菌属(Arthrobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)、无色杆菌属(Achromobacter)、根瘤菌属(Rhizobium)、不动杆菌属(Acinetobacter)、沙雷氏菌属(Serratia)、拉恩氏菌属(Rahnella)、枝动菌属(Mycoplana)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、产碱杆菌属(Advenella)、农杆菌属(Agrobacterium)、诺卡氏菌属(Nocardia)、剑菌属(Ensifer)及Pusillimonas、Prolinoborus、Brachybacterium、Lysinibacillus,其中,芽孢杆菌属(Bacillus)和假单胞菌属(Pseudomonas)为党参内生细菌的优势菌株。由多样性指数分析得,秋季和冬季时期党参内生细菌Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数均高于春季和夏季;同一季节,漳县和岷县两个地区的党参内生细菌多样性指数相对较高。由相关性分析得出,党参生长时期,土壤营养成分、理化性质、酶活性及党参内生细菌之间的相关性略有差异。党参内生细菌多样性与全氮、速效氮、蛋白酶呈显著的正相关,与水分呈显著的负相关。(3)党参内生细菌促生特性研究表明,分离所得党参内生细菌中49%的菌株可以产生生长素吲哚乙酸(IAA),产量高达50.74 mg/L,42%的菌株具有产生铁载体能力,铁载体活性在4.78%~92.24%范围内,105株菌株具有溶磷能力,且D与d比值最大为3.60。(4)通过共培养实验表明,荧光假单胞菌、地芽孢杆菌、产碱杆菌、皮氏无色杆菌、解淀粉芽孢杆菌可显著提高党参种子的萌发率。S.maltophilia strain RWBA14促进主根增长效果最显著,B.amyloliquefaciens RHBA11提高党参幼苗可溶性糖含量;Geobacillus sp.strain RHBA19可显著增加党参幼苗鲜重和苗高,降低幼苗MDA含量,即在一定程度上可保护细胞膜免受伤害;P.fluorescens RHBA17可显著提高党参幼苗SOD含量,对提高根系活力具有积极影响;B.pumilus strain RHBA03使党参幼苗体内游离脯氨酸含量提高,并显著增加叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总含量;综合考虑,Geobacillus sp.strain RHBA19,B.pumilus strain RHBA03对提高党参品质具有潜在价值。
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