植物代谢组学在根及根茎类中药材中的研究进展

随着生命科学研究的深入和仪器分析手段的进步，植物代谢组学作为一种重要的分析手段逐渐应用于根及根茎类中药材的研究。通过对植物代谢组学技术在根及根茎类中药品种鉴定、正常及外界因素影响下的种植生长及采收加工等方面的应用进行综述，为根及根茎类中药的亲缘种属鉴定、生长发育机制、炮制机制及质量安全控制等研究提供可靠依据，为其药效机制的深入挖掘、人工种植方法的改良、炮制方式的最佳选择、市售质量控制及安全性评价等方面的深入研究提供参考，使植物代谢组学技术在根及根茎类中药全产业链发展中能够更好的发挥其作用。     

植物生长调节剂在根及根茎类中药中调控机制的研究进展

植物生长调节剂是人工合成的有机化合物，与天然植物激素相似，已被广泛应用于中药材(尤其是根及根茎类)生产的各个环节，对农业增产、商品性提高有着重要作用。近年来，中药种植面积不断扩大，而农业技术推广相对滞后，致使部分地区滥用植物生长调节剂，故理性对待、合理使用中药材植物生长调节剂至关重要，而其关键是理清植物生长调节剂调控机制。本文拟对植物生长调节剂在根及根茎类中药中的调控机制(活化基因表达、调节植物生长发育抑制抽苔开花、抑制赤霉素的生物合成等)进行综述，以期为植物生长调节剂的合理应用提供理论依据。     

中药材病虫害防治技术平台体系建立

中药材病虫害的防治是目前中药材规范化种植及实施GAP管理的重点和难点.科技部创新药物和中药现代化的重点项目"中药材病虫害防治技术平台"针对我国中药材病虫害发生及防治的现状,根据中药材栽培的特点,由中国医学科学院药用植物研究所联合中央及地方的10家研究单位,重点从中药材害虫天敌昆虫的繁殖和利用技术、应用拮抗微生物防治中药材根病技术、植物源农药研制及应用技术、中药材病虫害防治农药安全性评价等4个方面,开展中药材病虫害无公害防治的共性技术研究,并且在人参、西洋参、三七、枸杞、金银花等重要中药材栽培中进行示范.经过近三年的努力攻关,已初步建立起我国中药材病虫害综合防治的技术平台体系.该体系的建立,将为药用植物病虫害的综合防治提供技术基础,对整体提高我国中药材病虫害防治水平,保证中药材及中药产品质量,提高中药在国际上的竞争力,保护生态环境,促进中药种植产业的可持续发展都具有重要意义.     

丹参根腐病及其微生物防治研究

丹参根腐病是由腐皮镰刀菌浸染所致的一种土传病害，近年来在四川的田间发病株率达10%-30%，导致丹参产量下降，品质变劣。对丹参根腐病的防治，一般化学农药难于有效，而且滥用化学农药合造成农药残留污染。利用有益微生物控制病原菌是一种可行的措施，本研究从生长在不同生态环境的丹参根际土样中分离了一批木霉菌株，通过室内拮抗试验和田问防病增产试验，筛选出了对腐皮镰刀菌有较强拮抗作用的哈茨木霉T23、桔绿木霉T56等菌株。田间试验结果，T23、T56对丹参根腐病的防效分别为52．3％和55．7％，与常用化学杀菌剂多菌灵的防效相当，表明木霉防治丹参根病病具有较好的应用前景。     

中药材病虫害防治技术平台体系建立

中药材病虫害的防治是目前中药材规范化种植及实施GAP管理的重点和难点。科技部创新药物和中药现代化的重点项目“中药材病虫害防治技术平台”针对我国中药材病虫害发生及防治的现状,根据中药材栽培的特点,由中国医学科学院药用植物研究所联合中央及地方的10家研究单位, 重点从中药材害虫天敌昆虫的繁殖和利用技术、应用拮抗微生物防治中药材根病技术、植物源农药研制及应用技术、中药材病虫害防治农药安全性评价等4个方面,开展中药材病虫害无公害防治的共性技术研究,并且在人参、西洋参、三七、枸杞、金银花等重要中药材栽培中进行示范。经过近三年的努力攻关,已初步建立起我国中药材病虫害综合防治的技术平台体系。该体系的建立,将为药用植物病虫害的综合防治提供技术基础,对整体提高我国中药材病虫害防治水平,保证中药材及中药产品质量,提高中药在国际上的竞争力,保护生态环境,促进中药种植产业的可持续发展都具有重要意义。     

应用木霉制剂防治几种药用植物病害的研究

目的 :应用木霉制剂防治几种药用植物病害。方法 :木霉菌对药用植物病原菌室内抑菌效果及木霉制剂温室和田间防治试验。结果 :拮抗作用测定中 ,木霉菌对黄芪根腐病菌、北沙参菌核病菌、西洋参立枯病菌、丹参根腐病菌及款冬花菌核病菌有较强的拮抗作用。温室盆栽及田间防治试验结果表明 ,木霉制剂对北沙参菌核病的防治效果分别为 83 .6 %和 72 .5 % ;对黄芪根腐病菌和西洋参立枯病菌的田间防治效果分别达到 80 %和 6 0 %。结论 :木霉制剂防治上述病害的田间施用量以 10 g·m^-2为宜 ,可以替代多菌灵等常用农药。应用木霉制剂防治药用植物病害中药材的规范化种植提供了技术保证。     

丹参根腐病及其微生物防治研究

丹参根腐病是由腐皮镰刀菌浸染所致的一种土传病害,近年来在四川的田间发病株率达10%～30%,导致丹参产量下降,品质变劣。对丹参根腐病的防治,一般化学农药难于有效,而且滥用化学农药会造成农药残留污染。利用有益微生物控制病原菌是一种可行的措施,本研究从生长在不同生态环境的丹参根际土样中分离了一批木霉菌株,通过室内拮抗试验和田间防病增产试验,筛选出了对腐皮镰刀菌有较强拮抗作用的哈茨木霉T23、桔绿木霉T56等菌株。田间试验结果,T23、T56对丹参根腐病的防效分别为52.3%和55.7%,与常用化学杀菌剂多菌灵的防效相当,表明木霉防治丹参根病病具有较好的应用前景。     

附子品种的抗病性及根表真菌多样性研究

目的:在系统中药思想指导下,研究附子品种的抗病能力及与外界真菌系统多样性的关系。方法:使用高通量技术构建附子品种的根表真菌文库,分析其多样性指数与附子抗病品质形成的关系。结果:小花叶与瓜叶子型附子之间,以及健康与病害附子之间,其根表土壤的优势真菌种类、群落多样性均存在差异,附子根系影响了土壤真菌的结构组成,阿太菌、总状毛霉等是附子根腐病的致病菌群,而被孢霉属、青霉菌属等又组成病害菌的拮抗菌群。结论:本结果为附子农业的良好品质管理提供理论指导,也丰富了附子品种品质形成的系统学理论与分析方法。     

玉竹根茎内生真菌的多样性及其生态功能预测

目的 分析玉竹根际土、根茎和根内真菌的群落组成以及物种多样性，预测根茎核心真菌群的生态功能，从而挖掘出与玉竹活性成分相关的功能菌群。方法 利用Illumina MiSeq高通量测序技术对玉竹根际、根茎和根内真菌ITS区的rDNA进行序列测定，测序分别获得有效序列68132、53254和69478条，可操作分类单元(OTUs)986、131和233个。将获得的OTUs通过FUNGuild软件对真菌群落进行功能分类。结果 (1)玉竹根际土真菌的物种总数和群落复杂程度高于内生真菌，内生真菌存在强优势菌，群落多样性较低。Cistella、镰刀菌属(Fusarium)、外瓶霉菌属(Exophiala)、Setophoma和新赤壳属(Neocosmospora)为药用部位根茎的优势菌属。(2)玉竹根茎中主要被分为5个功能类群，分别为未定义腐生菌、动物病原菌-未定义腐生菌、寄生真菌-植物病原菌-植物腐生菌、丛枝菌根和植物病原菌。其中Cistella和新赤壳属被划分为未定义腐生菌，外瓶霉属真菌被划分为动物病原菌-未定义腐生菌，Setophoma真菌被划分为寄生真菌-植物病原菌-植物腐生菌。另外，球囊菌...     

栽培及野生半夏丛枝菌根研究

目的:研究贵州地区栽培及野生半夏丛枝菌根及丛枝菌根真菌.方法:通过染色镜检法观察栽培及野生半夏根系,通过湿筛-蔗糖离心法分离半夏根围土壤中丛枝菌根真菌孢子,并对照Schenck & Pérez及一些近期分类文献的描述,鉴定到种.结果:半夏具有典型从枝菌根结构,从贵州省6个野生及栽培半夏根围土壤采集地中共分离到隶属3属的21种丛枝菌根真菌孢子,鉴定到种的有隶属3属的7种,其中球囊霉属5种,巨孢囊霉属1种,盾巨孢囊霉属1种,分别是摩西球囊霉、根内球囊霉、沙漠球囊霉、黑色球囊霉、聚丛球囊霉、白色巨孢囊霉、粟色盾巨孢囊霉.其中粟色盾巨孢囊霉为我国新纪录种,且为毕节地区栽培半夏的优势种.结论:贵州省野生及栽培半夏中丛枝菌根真菌具有丰富多样性,孢子种类、优势种均差异较大,如白色球囊霉仅出现于栽培半夏根围土壤中,黑色球囊霉仅出现于野生半夏根围土壤中,而摩西球囊霉和根内球囊霉在2种土壤中均有出现,且毕节地区半夏根围土壤中有专属性较强的丛枝菌根真菌,可为栽培半夏退化提供新的研究思路.     

清除根茎类药材微生物及控制再污染的研究

采收根茎类中药后,对其表面附着的大量环境中的微生物清除不彻底,在加工及保存过程中再次被其污染等是根茎类中药材污染微生物的主要原因,提高对控制微生物污染中药材重要性的认识;采收根茎类中药后,采取有效措施彻底清除其表面附着的微生物;积极开展控制污染的新技术和新方法的研究。应用现代科学技术控制污染的各个环节,减少根戏类中药材微生物的数量,对提高其质量、保护消费者的健康及扩大其出口等方面均有重要意义。     

重楼根际及药用部位内生真菌多样性与群落结构差异分析

目的寻找能促进宿主植物活性代谢产物合成的微生物,为后续功能菌群的建立及功能基因的发掘,提供理论支持。方法应用IlluminaMiseqPE250高通量测序技术对重楼根际土壤真菌、根及根茎内生真菌ITS1区进行序列测定,并进行生物信息学分析。结果测序结果共获得154228条序列,这些序列对应的根际土、根茎、根分别被聚类为408、119、57个OTUs。结论重楼根际及内生真菌多样性的关系为根际土根茎根,在重楼药用部位根茎中发现Mucoromycota门较非药用部位根中的门为特有门,Ascomycota门为优势门,Roseodiscus属真菌为重楼根茎内生真菌优势菌群,根茎和根部的特有种群及优势菌群可能与重楼活性产物合成密切相关。     

5种人参内生真菌对6种人参病害拮抗作用的研究

目的:研究菌株As1(毛壳属)、菌株As2(毛壳属)、菌株Ab2.21(曲霉属)、菌株AXY2(枝顶孢属)和菌株AY10-11(盾壳霉属)5种人参内生真菌对人参锈腐病病原真菌、人参根腐病病原真菌、人参疫病病原菌、人参菌核病病原菌、人参立枯病病原真菌和人参灰霉病病原真菌6种人参病害的拮抗作用。方法:以抑菌率为指标,通过EXCEL软件对实验数据进行处理,处理方法两组间比较采用独立样本t检验法。结果:As1的对于人参病害的抗菌谱较广;As2的抑菌谱也较为广,且对人参根腐病的拮抗作用最强;Ab2.21对于菌核病和疫病的抑菌能力最强;AXY2对人参病害的整体的抗菌能力较弱;AY10-11对于人参根腐病和菌核病的拮抗能力较强。结论:毛壳属的两种真菌As1、As2以及Ab2.21的抗菌能力的广泛性可以被进一步研究和开发。     

中药材生产常见病害及用药特征分析与建议北大核心CSCD

该文基于100种栽培中药材中56种病害及防治用药数据,采用频数分析法,统计病害种类及其用药特征,系统分析了我国中药材生产病害防治用药登记状况及其监测标准的现状。结果显示,根腐病、白粉病、立枯病等14种病害在中药材生产中较为常见;报道的99种农药中化学合成类占比67.68%,生物类和矿物类农药占比分别为23.23%、9.09%;92.93%为低毒类农药,用药相对安全,但生产用药的70%未在中药材中进行登记,超范围用药较为严重;我国现行农药残留监测标准与生产用药的匹配度不高,《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》(GB 2763-2021)与生产用药的匹配度虽在50%以上,但覆盖的中药材品种偏少,而《中国药典》(2020年版)、《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》(WM/T2-2004)与生产用药的匹配度仅为1.28%。建议加快推进中药材生产用药的研究与登记,结合生产实际进一步完善农药残留限量标准,以促进中药材产业的高质量发展。     

槟榔内生真菌的分离与鉴定

目的:对槟榔根、叶和果的内生真菌进行分离及鉴定,并对其多样性分析。方法:采用平板分离法分离内生真菌,采用ITS序列分析鉴定内生真菌菌属。结果:从槟榔的根、叶和果中分离获得53株内生真菌,并鉴定为9个属,分别为曲霉属Aspergillus、刺盘孢属Colletotrichum、镰刀菌属Fusarium、毛双孢属Lasiodiplodia、Meyerozyma sp.、青霉属Penicillium、拟茎点霉属Phomopsis、Pleosporales sp.、木霉属Trichoderma;其中优势菌属为木霉属Trichoderma;叶部内生真菌多样性指数(1.11)要高于根(0.87)和果(0.87);叶(0.57)比根(0.41)和果(0.41)的均匀度高;且槟榔根与叶、根与果、果与叶之间的内生真菌相似程度较高。结论:槟榔内生真菌的多样性将为槟榔内生真菌代谢产物活性研究及新化合物的开发和挖掘,进而充分发挥其药用价值。     

排风藤内生真菌的分离及抗菌活性的研究

目的对排风藤植物内生真菌进行分离并研究其内生真菌抗菌活性。方法先采用尖端菌丝挑取法分离纯化排风藤内生真菌,然后依据《微生物分类学》对分离的真菌进行鉴定,最后用牛津杯法对分离的内生真菌进行抗菌实验。结果从排风藤的果、叶、茎中分离得到18株内生真菌:即丝核菌属11种,青霉属2种,曲霉属2种,地霉属1种,枝孢属1种和根霉属1种。结论 18株内生真菌中有两个菌株的代谢产物的抗菌活性较强,为获得具有药效活性的化合物提供研究基础。     

生物防治技术在绿色中药材生产中的应用

药用植物在引种栽培过程中 ,遭受到各种病虫害的危害 ,直接影响其产量和质量。为防治药用植物病虫害 ,目前主要依靠化学农药。由于长期、过量施用化学农药 ,造成中药材中的农药残留问题、害虫的抗药性问题及造成流水、土壤等的环境污染问题 ,因此提出以生物防治为主的综合防治措施 ,为生产绿色中药材提供新技术。现已完成了以下几方面的研究 :①应用管氏肿腿蜂防治蛀茎性害虫 ;②研制木霉制剂 ,用于药用植物病害的防治 ;③应用农抗 1 2 0防治人参根疫病 ;④应用昆虫病原线虫防治枸杞负泥虫的研究等。     

清除根茎类药材微生物及控制再污染的研究

采收根茎类中药后,对其表面附着的大量环境中的微生物清除不彻底,在加工及保存过程中再次被其污染等是根茎类中药材污染微生物的主要原因.提高对控制微生物污染中药材重要性的认识;采收根茎类中药后,采取有效措施彻底清除其表面附着的微生物;积极开展控制污染的新技术和新方法的研究;应用现代科学技术控制污染的各个环节,减少根茎类中药材微生物的数量,对提高其质量、保护消费者的健康及扩大其出口等方面均有重要意义.     

丹参常见病害的病原、发病规律及综合防治

丹参是多年生草本植物,根部入药,是我国大宗中药材。近年来,随着市场需求逐步增加,种植面积不断扩大,丹参病害发生日益严重,已成为丹参产量和品质的重要威胁。其中,以根部病害为害最为严重。丹参根腐病是生产中的最重要病害,其次为丹参枯萎病,叶部病害以叶斑病最为严重。目前生产上对丹参病害的防治主要以化学防治为主,辅助以生防制剂。该文对丹参根腐病、枯萎病、白绢病、根结线虫病、叶斑病、红叶病及病毒病丹参常见7种病害的为害症状、病原菌、发生规律以及防治措施等进行了总结,旨在为丹参生产中病害辨识、病原物的分离鉴定及科学用药,正确防治各病害提供指导。     

滇重楼根际微生物分布与甾体皂苷含量的相关性

观察了滇重楼栽培中根际土壤细菌、真菌、放线菌和3类促生细菌数量的变化规律,探讨了根际土壤微生物数量与滇重楼品质的关系。结果表明,滇重楼植物根际土壤微生物资源丰富,不同产地滇重楼根际土壤细菌、真菌、放线菌、解钾细菌、解无机磷细菌和解有机磷细菌数量具有显著性差异(P<0.05),根际土壤微生物数量的分布规律是:细菌数量>放线菌数量>真菌数量。随着种植年限的增加,真菌与解钾细菌数量呈逐年增加,细菌、放线菌、解无机磷细菌与解有机磷细菌数量呈逐年减小的变化趋势,土壤微生物类型由"细菌型"向"真菌型"过渡。不同产地滇重楼根茎的药用品质具有生境依赖性,种植年限的增加造成滇重楼药用品质下降作用明显。由此可见,种植年限增加会引起土壤微生态区系的变化,降低了滇重楼对营养物质的吸收利用,进而造成滇重楼药用品质下降。