丹参(Salvia miltiorrhiza Bge)作为常用大宗药材,在临床上已被用于治疗多种疾病。在人工栽培中,过度施肥会严重影响作物生长,导致土壤养分过度富集、有机质含量下降,并造成土壤酸化、盐碱化和微生物多样性失衡,阻碍了当代药用植物产业的健康发展。因此,优化施肥策略、提高肥料利用效率、避免土壤退化等问题受到高度重视。河北大学贺学礼教授团队和中国医学科学院药用植物研究所李先恩研究员团队合作在Frontiers in Plant Science发表了题为“Impacts of fertilization methods onSalvia miltiorrhizaquality and characteristics of the epiphytic microbial community”的研究论文,以不同施肥方式和核心表生微生物群落为切入点,揭示了核心表生微生物群落在药用植物栽培中的生态意义和功能,找到最佳施肥方式,为中药材种植和绿色农业发展提供了理论依据。
该研究通过布置田间施肥试验,利用高通量测序数据分析了丹参不同器官(根、茎、叶)表生细菌和真菌群落的组成及其与植物生长的相关性。结果表明,施肥显著影响了有效成分和激素含量、土壤理化性质以及表生微生物群落的组成。植物各部分表生细菌和真菌群落构建由确定性过程主导。施肥后,植物表生菌群主要由厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)细菌以及结合菌门(Zygomycota)和子囊菌门(Ascomycota)真菌组成核心微生物群落。此外,植物生长激素是导致丹参表生微生物群落变化的主要因素。其中,鞘氨醇菌属(Sphingobium)、被孢霉属(Mortierella)、镰刀菌属(Fusarium)、附球菌属(Epicoccun)、新鞘氨醇菌属(Novosphingobium)与丹参药用成分明显正相关。ABA、CTK、GA激素是影响丹参附生菌落分布差异的主要因素。最后得到最有效的施肥方式是基肥与叶面肥的结合施用。
河北大学硕士研究生龚奉为第一作者,河北大学贺学礼教授和中国医学科学院药用植物研究所贺超副研究员为共同通讯作者。该研究得到了河北省自然科学基金项目(H2022201056)、中央引导地方科技发展资金项目(236Z2904G)、中国医学科学院创新工程项目(2021-I2M-1–031)和中国医学科学院医学与健康科技创新工程项目(2020-I2M-2–011)的资助。
论文信息:Gong F, He C, Li X, Wang K, Li M, Zhou X, Xu M and He X (2024) Impacts of fertilization methods onSalvia miltiorrhizaquality and characteristics of the epiphytic microbial community. Front. Plant Sci. 15:1395628. doi: 10.3389/fpls.2024.1395628.