太子参连作障碍效应研究

以贵州施秉中药材种植基地连作1～12年的太子参和土壤为试验对象,研究了不同连作年限的太子参生长发育状况、产量、土壤肥力、酶活性、以及土壤微生物等的变化规律,以探讨太子参连作障碍的原因.结果表明:(1)连作严重危害太子参生长发育,随着连作年限的延长,根长、根系数量、株高、茎分支数、结实种子数、总生物量呈下降趋势,产量和单个根重明显降低.连作对太子参地上部的危害最大,连作1～12年地上部生物量极显著下降.(2)连作土壤中总磷、总氮含量增加,速效氮、速效钾、速效磷含量降低,土壤pH值变化微小,有机质变化差异较大;连作土壤微量元素(Cu、Mn、B、Zn、Fe)累积,而钼(Mo)降低甚至缺失.(3)连作地土壤细菌数量减少,放线菌数量呈倒"U"型趋势变化;连作使土壤淀粉酶活性降低,磷酸酶活性呈下降后回升趋势变化,但土壤脲酶活性变化微小.连作使土壤中养分、微生物、酶活性等发生变化,不利于太子参生长,根系微生态失衡可能是太子参连作障碍的主要原因之一.     

连作马铃薯植株库源关系及其对块茎产量的调节机理

甘肃中部沿黄灌区是国内重要的加工型马铃薯生产基地和种薯繁殖基地,但集约化生产带来的连作障碍已严重影响到产业的健康发展.为揭示马铃薯连作障碍机理,本研究通过田间试验,设置马铃薯连作年限为0～5年的处理,研究了马铃薯植株库容量、库活性和源活性对连作的响应特征及其对块茎产量的调节机制.结果表明: 短期连作(1～2年)条件下块茎产量较非连作(0年)无显著变化,长期连作(3～5年)显著下降28.6%～32.8%,单薯质量降低是导致块茎产量下降的直接原因.长期连作马铃薯库容量较非连作显著降低38.4%～53.0%.长期连作导致块茎形成推迟,同时单薯干物质积累量降低.长期连作也显著降低马铃薯源活性,与非连作相比,株高、主茎分枝数、叶绿素含量和叶片干物质量均显著下降,根系形态发育受到抑制,根系活力显著下降28.6%～63.1%,叶片RuBP羧化酶和蔗糖磷酸合成酶活性分别显著下降52.6%～64.6%和26.3%～53.4%.长期连作条件下马铃薯源端生产性能降低导致同化产物减少,花后阶段向块茎的输入不足,降低块茎产量.库源关系失衡是甘肃中部沿黄灌区长期连作马铃薯产量大幅降低的原因.     

秸秆集中深还田对设施连作土壤微生物区系和甜瓜根系生长的影响

为解决设施土壤的连作障碍,以开沟起垄的方式,研究不同秸秆深还田对连作土壤微生物、土壤酶活性及甜瓜根系生长的影响。结果表明:秸秆深还田2年后可以改善连作土壤的酸碱度,显著提高土壤有机质含量,其中玉米秸秆还田有机质含量可达17.08 g·kg·~(-1),比对照处理提高12.8%;同时还明显提高了土壤中脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶等活性,加快了设施土壤中矿质元素的释放,土壤中速效钾、速效磷含量也有所增加,而碱解氮含量则有所降低。与对照相比,秸秆还田丰富了连作土壤中微生物数量,尤其是玉米秸秆还田处理的连作土壤微生物数量最多,比对照增加了30.1%,连作土壤中细菌和放线菌数量增加,但连作土壤中的真菌数量降低。秸秆深还田显著提高了甜瓜根系鲜重和根系活力,其中玉米秸秆还田的根系鲜重和根系活力分别为8.3 g·plant~(-1)和70.4μg·g~(-1)FW;总之,设施连作土壤秸秆开沟起垄深还田显著改良了设施土壤,促进甜瓜根系生长,其中玉米秸秆还田效果较好,其次是花生秸秆。     

连作马铃薯根际土壤真菌种群结构及其生物效应

连作障碍已成为马铃薯产业发展的主要限制因素,为了探明马铃薯连作障碍的机理,减轻连作障碍对产量的影响,采用大田试验与PCR-DGGE分子指纹图谱技术相结合的方法,研究马铃薯连作对根际土壤真菌种群结构的影响及其生物效应.结果表明:随着连作年限的增加,根际土壤中真菌DGGE图谱的条带数量增加,连作1～5年处理的操作分类单元(OTU)分别比对照(轮作)增加了38.5％、38.5％、30.8％、46.2％和76.9％,说明马铃薯连作使根际土壤中真菌优势种群的个体数明显增多.随着连作年限的增加,各处理间真菌种群结构的相似性越来越低,通过真菌DGGE条带的克隆测序比对发现,随着连作年限的增加,马铃薯根际土壤土传病害病原菌尖孢镰刀菌和茄病镰刀菌的数量明显增加,而球毛壳菌作为一种生防菌,连作5年时数量明显减少.连作使根际土壤中病原真菌种群过渡成为优势种群,根际微生态环境恶化,从而作用于根系,使根系活力和吸收面积下降,最终导致块茎产量大幅度下降.     

摩西管柄囊霉Funneliformis mosseae对连作大豆分枝期根系AM真菌群落结构的影响

本文研究摩西管柄囊霉Funneliformis mosseae对短期连作3个大豆品种分枝期根系AM真菌群落结构的影响,旨在探索不同大豆品种与AM真菌在连作土壤中的互作效应。通过向黑农44(HN44)、黑农48(HN48)和恳丰16(KF16)3个大豆品种盆栽土壤中接种F.mosseae,对接菌连作0年(未连作对照组)、连作1年、连作2年土壤中的大豆根系,采用Nested-Program Control Register-DGGE技术分析。结果表明,接种F.mosseae后,不同大豆品种根系AM真菌多样性指数和丰度值表现为连作2年的土壤连作1年的土壤未连作的土壤;其中,球囊霉属Glomus和F.mosseae为3个大豆品种根系中AM真菌的优势菌群。接种F.mosseae对连作1年、连作2年3个大豆品种根系AM真菌群落结构具有显著影响。     

杨树人工林品种更替连作与非更替连作根际效应的比较

采用空间位移法对杨树人工林更替连作和非更替连作两种经营模式下土壤养分、土壤酶活性和土壤微生物的根际效应进行了比较研究,以期探明不同连作经营模式对杨树人工林土壤生态环境的影响,探讨品种更替对杨树人工林地力维持的生态效果。研究结果表明,更替连作和非更替连作均导致杨树人工林土壤发生不同程度的衰退,非更替连作导致的林地土壤衰退现象更为严重。杨树根际和非根际土壤养分在非更替连作中下降最为显著,土壤有机质的根际效应显著大于更替连作,而土壤速效N、P、K的根际效应在更替连作中显著增大。非更替连作导致根际和非根际土壤中过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性发生较大幅度的下降,而多酚氧化酶和过氧化物酶活性较大幅度的上升;更替连作也导致土壤酶活性有类似的变化趋势,但下降(上升)幅度远小于非更替连作,土壤酶活性的根际效应总体呈现非更替连作变化幅度强于品种更替连作的趋势。两种连作模式下土壤中可培养土壤微生物的数量变化大致呈现一致趋势,连作将导致根际和非根际土壤微生物数量整体下降,其中土壤细菌比例有所降低,真菌比例上升,土壤呈现从细菌型向真菌型转化的特点,非更替连作对土壤微生物的根际效应明显大于更替连作。更替连作和非更替连作根际效应的差异可能由不同杨树品种根系分泌物的差异所导致。     

连作苹果土壤酚酸对平邑甜茶幼苗的影响

为探讨连作(重茬)苹果土壤中酚酸类物质的积累与苹果连作障碍的关系,在砂培条件下,取连作果园土壤中实际浓度的酚酸类物质处理平邑甜茶幼苗,探讨了连作2a的果园土壤中实测浓度的根皮苷、间苯三酚、根皮素、对羟基苯甲酸和肉桂酸对平邑甜茶幼苗根系线粒体指标、抗氧化酶活性、膜过氧化程度及活性氧(ROS)含量的影响。结果表明:连作土壤中实际浓度的5种酚酸类物质均使平邑甜茶幼苗生长受到抑制,根系受影响程度高于地上部分,表现为根冠比降低;线粒体膜通透性转换孔(MPTP)开放程度增大,线粒体膜电位降低,细胞色素Cyt c/a比值下降;降低了幼苗根系中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,增加了过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子自由基(O·-2)以及丙二醛(MDA)的含量。土壤浓度的5种酚酸类物质中,以根皮苷处理抑制效果最显著,间苯三酚处理抑制力最小。因此,根皮苷是引起苹果连作障碍的主要酚酸,实践中应重点考虑对根皮苷的降解以缓解苹果连作障碍。     

连作障碍与根际微生态研究 Ⅰ. 根系分泌物及其生态效应

作物、蔬菜、果树以及苗木长期连作后,皆出现生长衰退和产量降低。许多研究结果表明,连作条件下土壤生态环境对植物生长有很大的影响,尤以植物残体与病原微生物的分解产物,对植物有致毒作用,并影响植物根系分泌物正常代谢,以致于发生自毒作用。本文围绕根系分泌物与根际微生态的相互关系,系统地介绍连作障碍条件下,影响根系分泌物的环境因素(土壤空气、湿度、养分与微生物)、活性物质(自身毒素、残体分解物、微生物产生毒素)、土壤病原菌等的根际效应,为深入研究根系分泌物与连作障碍的相互作用机制提供启示。     

连作障碍与根际微生态研究Ⅰ.根系分泌物及其生态效应

作物、蔬菜、果树以及苗木长期连作后,皆出现生长衰退和产量降低．许多研究结果表明,连作条件下土壤生态环境对植物生长有很大的影响,尤以植物残体与病原微生物的分解产物,对植物有致毒作用,并影响植物根系分泌物正常代谢,以致于发生自毒作用．本文围绕根系分泌物与根际微生态的相互关系,系统地介绍连作障碍条件下,影响根系分泌物的环境因素（土壤空气、湿度、养分与微生物）、活性物质（自身毒素、残体分解物、微生物产生毒素）、土壤病原菌等的根际效应,为深入研究根系分泌物与连作障碍的相互作用机制提供启示．     

附子连作障碍效应初步研究

通过大田试验,调查了连作附子的生长发育、产量及病虫害的变化,分析附子的连作障碍原因;并通过实验室常规分析,测定连作土壤的理化性状,探讨附子连作障碍的形成机理。结果显示：随着连作年限的增加,连作附子株高、茎粗、母根直径、最大子根直径均出现了不同程度的下降,其中连作对附子株高和茎粗的影响极显著;连作使病、虫害逐年加重,产量显著下降;附子连作使土壤pH下降,有机质含量升高,全N、有效P、速效K过剩。结果表明,连作加重了附子根腐病的发生,影响了附子母根的正常发育,从而导致附子产量下降;连作导致土壤pH降低是影响附子正常生长的限制因子。因此通过采用科学的配方施肥措施,调节土壤pH值,改善土壤环境,是缓解附子连作障碍的重要途径。     

丹参生物工程的研究与开发

中药材的品质改良是中药现代化进程中的一个重要问题,现代生物工程技术是进行中药材品质改良的可行途径之一。对丹参的组织培养、毛状根诱导培养及基因工程等方面的最新进展作一综述,以期为利用生物工程技术遗传改良丹参品质提供一些参考。     

Antioxidant activity of extracts from leaves and roots of Salvia miltiorrhiza Bunge, S. przewalskii Maxim., and S. verticillata L

Three Salvia species have been studied for antioxidant activity in methanol extracts from roots and leaves. The presence of the polyphenols and tanshinones was screened by HPLC and spectrophotometric assays and related to the antioxidant potential. The antioxidant capacity of the studied species is high, but differences between species and organs have been also revealed. Salvia przewalskii leaf extract was the strongest one in all tests, followed by Salvia miltiorrhiza root and Salvia verticillata leaf. Among the roots, the most active was S. miltiorrhiza extract, followed by S. verticillata. The antioxidant activity correlates to the total polyphenol and, depending on the assay, to the hydroxycinnamic acids content. The high content of tanshinones in both S. miltiorrhiza and S. przewalskii roots is unlikely to contribute to the antioxidant activity.     

4种鼠尾草属植物根、茎、叶中脂溶性成分的分布差异性

为了说明4种鼠尾草属植物脂溶性成分在根、茎、叶中的分布情况,本文采用了组织化学定位和HPLC图谱分析相结合的方法,对4种鼠尾草属植物不同部位的脂溶性成分进行了分析.结果表明:4种鼠尾草属植物的根、茎、叶中脂溶性成分的分布有差异,根中脂溶性成分分布于周皮,茎、叶中脂溶性成分分布于表皮.丹参和白花丹参根中的脂溶性成分主要是丹参酮ⅡA、丹参酮Ⅰ和二氢丹参酮Ⅰ,鼠尾草和药用鼠尾草根中仅含丹参酮ⅡA,不含丹参酮Ⅰ和二氢丹参酮Ⅰ.茎、叶中的脂溶性成分不是丹参酮ⅡA、丹参酮Ⅰ和二氢丹参酮Ⅰ.脂溶性成分的种类和含量随品种和引种地的不同而产生差异.这一结果明确了脂溶性成分在4种鼠尾草属植物不同部位的确切分布,为准确用药提供了依据.     

河北省安国地区丹参根围AM真菌多样性

已有研究证实,AM真菌能够促进植物生长发育,提高植物抗病性和抗逆性。为探明药用植物丹参(Salvia miltiorrhiza)根围AM真菌资源状况,作者分别于2008年8月和2009年8月,在河北省安国市4个样地(齐村、中药材种植基地、祈州、沙头)采集丹参根围0-30cm土层土壤样品,研究根围AM真菌的生态分布、多样性及其与土壤因子的相关性。共分离鉴定出AM真菌4属24种,AM真菌最大孢子密度为77.55级/土样,最大定殖率为72.72%。其中球囊霉属(Glomus)16种,平均分离频度为100%,相对多度最高达76.4%,是4个样地的共同优势属;无梗囊霉属(Acaulospora)5种,分离频度及相对多度仅次于球囊霉属;盾巨孢囊霉属(Scutellospora)2种,仅在祈州样地出现;内养囊霉属(Entrophospora)1种,仅在沙头样地出现;聚丛球囊霉(G.aggregatum)是4个样地的共同优势种。4个样地平均Shannon-Wiener指数从大到小依次为齐村、祈州、沙头、中药材种植基地;中药材种植基地AM真菌组成与其他样地差异显著,其孢子密度、种丰度随土壤速效P、碱解N、有机质和pH值升高而降...     

连作障碍与根际微生态研究Ⅲ.土壤酚酸物质及其生物学效应

以黑龙江省大豆重茬 5年与正茬土壤和根系为主要研究对象 ,采用高效液相色谱法 ,研究土壤和根系浸提液中的酚酸物质的含量及其生物学效应 .结果表明 ,重茬土壤中对羟基苯甲酸和香草酸的含量 (1mol·L-1NaOH提取 )大于正茬土壤 ,且差异达到极显著水平 ,香草醛含量差异不显著 ;重茬大豆根系水提液中对羟基苯甲酸、香草酸、阿魏酸、香草醛、香豆素含量均高于正茬 .大豆连作条件下土壤多酚氧化酶活性高于正茬土壤 .重茬大豆根系水提液及在水培条件下外加对羟基苯甲酸对大豆幼苗生长发育有一定的抑制作用 ;酚酸物质加入土壤 1周后 ,对羟基苯甲酸、香草酸、香草醛、阿魏酸、苯甲酸、香豆素残留率分别为 10 .4%、15 .3 %、4.1%、2 .3 %、5 .0 %、17.5 % ;且外加酚酸浓度与土壤中真菌数量呈极显著指数相关 .     

丹参品质与主导气候因子的灰色关联度分析

气候因子对丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)生长及有效成分含量有重要影响,为科学选择人工种植基地,需要明确影响丹参品质的主导气候因子。研究了丹参在商洛6个不同地区的生长量及有效成分含量差异,并应用灰色关联度分析了其与气候因子的关系,结果表明:6地区丹参有效成分含量均达到药典要求,但品质存在显著差异。年日照和年均降水量是影响丹参根系生长量的主导因子;无霜期与年极高温度是影响丹参素含量的主导因子;7月份均温、年均温度、年极高温度是影响丹参酮IIA含量的主导因子;年日照、无霜期是影响丹酚酸B含量的主导因子。以上几个指标可以作为选择丹参适生基地的参考指标,为科学合理的选择丹参规范化种植基地,保证中成药生产原料质量提供参考。     

不同生长季节丹参营养器官中有效成分的动态变化

分析了三年生丹参不同季节营养器官中几种有效成分的变化规律。结果表明：（1）丹参地上部分丹参素、原儿茶醛和咖啡酸的含量在整个生长季节中显著高于根的;丹酚酸B和迷迭香酸的含量除8月份达到最高和最低外,其他月份差异不显著;（2）6-8月地上部分的5种水溶性酚酸类成分的含量均显著变化,而根中除咖啡酸在6月积累较低外,其它酚酸在整个生长季节的积累量变化不明显;（3）在整个生长季节,根系丹参酮ⅡA和隐丹参酮含量变化不显著,而二氢丹参酮和丹参酮Ⅰ的含量呈现上升趋势。总体来说,三年生丹参秋季采挖为宜,其地上部分水溶性成分含量较大,值得进一步开发。     

不同水肥条件下AM真菌对丹参幼苗生长和营养成分的影响

利用盆栽接种试验,探讨不同水肥条件下AM真菌摩西球囊霉Glomus mosseae对丹参幼苗生长和微量元素的影响,为丹参水肥合理施用提供理论依据。结果表明,不同水肥条件下,接种AM真菌显著提高了根系侵染率和生物量。40%相对含水量、不同施P水平,接种株丹参酮含量升高,总黄酮、丹参素及地下部总酚酸含量降低,植株Zn及地上部Ca、K、Mn、Fe含量升高,而对植株Mg、Cu和地下部Ca、K、Mn、Fe无显著影响;接种效应随施P量不同而变化。70%相对含水量、不同施P水平,接种株药用成分含量显著升高,植株Ca、Mn和地上部K、Cu及地下部Fe和Zn含量升高,而对植株Mg、地下部K、Cu和地上部Fe和Zn含量无显著影响。不同水分和同一施P水平,接种株丹参酮含量升高,地上部Ca、K和地下部Zn含量升高,接种效应因土壤含水量不同而变化,其中以70%含水量时效果最好。说明AM真菌能促进宿主植物根系对水分和矿质元素的吸收与利用,提高水分和P肥利用率,降低水分和P胁迫对丹参的伤害程度,其中以70%相对含水量,施P量为0.16 gP/kg土时AM真菌对丹参的接种效果最佳。     

Cu2+胁迫对丹参生长及有效成分积累的影响

研究了土壤Cu²⁺胁迫对丹参（Salvia miltiorrhiza Bunge）的生长和有效成分积累的影响。结果表明,与对照相比,Cu²⁺胁迫下丹参的生长受到抑制,土壤和丹参体内Cu²⁺残留量、膜脂过氧化程度增加,而叶绿素含量降低。此外,与对照相比,Cu²⁺胁迫下丹参地上部分中水溶性酚酸类成分咖啡酸、丹参素和原儿茶酸含量增加,迷迭香酸、原儿茶醛和丹酚酸B含量显著降低,而根系中这6种酚酸类成分和4种脂溶性丹参酮类成分二氢丹参酮、隐丹参酮、丹参酮Ⅰ、丹参酮ⅡA的含量均降低。表明铜胁迫抑制了丹参的生长,影响了有效成分的积累。     

几种中药DNA提取方法的比较研究

以丹参、绞股蓝、三七为材料,分别采取CTAB法和SDS法提取基因组DNA,并通过紫外分光光度法和琼脂糖凝胶电泳对所提取的DNA样品进行检测,将它们在DNA产量、质量等方面的优缺点进行总结。结果表明,CTAB法能从丹参、绞股蓝中提取高质量的DNA,而三七的DNA更适合用SDS法提取。