青蒿根际微生物数量动态及其与青蒿素含量的关系研究

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1、青蒿根际微生物数量动态及其与青蒿素含量的关系研究作者：刘飞，伍晓丽，崔广林，彭锐，李红丽【摘要】目的为明确青蒿根际微生物数量的动态变化与青蒿素含量的关系。方法在不影响青蒿正常生长发育的前提下，定期测定不同土壤类型青蒿根际细菌、真菌和放线菌的数量变化，并在收获时测定青蒿素的含量。结果增加粘土内放线菌的数量，同时减少细菌和真菌的数量有利于青蒿素的合成；而增加壤土细菌数量的同时减少真菌和放线菌的数量不利于青蒿素的合成。结论青蒿根际微生物的动态变化与青蒿素的含量存在一定的关系。【关键词】青蒿；根际微生物；动态

2、变化；青蒿素1904年德国科学家Hiltner提出根际的概念，即植物根周围数毫米的区域，一般是距根面1～4mm的土壤范围内。国内外的研究资料表明，植物根系和根际微生物对土壤性状、植物吸收养分及生长发育都有明显影响［1，2］。植物根际微生物繁殖速度快、数量多、代谢能力强，在改善土壤肥力和根际环境、促进根系生长和防治植物病害等方面均有一定的作用。通过改善根际微生态环境来促进植物生长，以及从根际微环境中筛选具有良好促生和抗菌作用的有益菌群，在烟草［3］、茶树［4］、玉米［5］等植物已有所报道。然而有关中草药

3、在这方面的研究尚未见报道。青蒿ArtemisiaannuaL.又名黄花蒿，世界上已经有51个国家和地区将其列为抗疟指定用药，这使得全球对青蒿素原料的需求猛涨，从2004年开始已出现了从原料到成品药各个环节的严重供货短缺［6］。目前青蒿虽能大面积栽培，但由于其青蒿素含量还受土壤等多种因素影响［7，8］，大大增加了该药的生产成本。本文研究了不同土壤类型青蒿根际细菌、真菌和放线菌的数量变化，并对其有效成分青蒿素进行了测定，以期为进一步弄清土壤类型与根际微生物的关系、合理利用根际微生物以提高青蒿素含量并最终降

4、低青蒿素的生产成本提供参考。　　1材料与方法　　1.1青蒿植株的选定方法　　在气候环境条件相同的同一青蒿产区选取3种相邻的不同类型的土壤，每个土壤类型随机选取2个观察点，每个观察点随机选定3株青蒿并采取相同的田间管理。　　1.2土壤取样的时间及方法　　1.2.1取样时间　　分别为青蒿定植前未受青蒿代谢产物影响过的土壤，青蒿营养旺盛生长期的土壤，采收前青蒿素含量已达到最高并相对稳定时期的土壤，共3次，每次取样的时间相同。　　1.2.2取样方法　　在对青蒿定植前的土壤进行取样时，先确定定植位置，然后在根系

5、可能大量生长的深度范围内随机采挖土样并充分混合。在对定植后的两个时期进行取样时，将选定植株周围的土壤看作1个圆，圆心为植株本身。将圆平均分作6份，并分别标记1，2，3，4，5，6。旺盛生长期对标记为1，3，5区域的根际土壤进行采样；青蒿采收前对标记为2，4，6区域的根际土壤进行采样。土样充分混合后放在5℃左右的温度条件下并置于无菌塑料袋密封保存待用。每次采样时不要波及邻近区域的土样，并且尽量不要损伤根系，取样完毕后将土回盖并浇水以利于植株继续正常生长。　　1.3土壤微生物的分离计数　　采用稀释平板法作

6、细菌、真菌和放线菌的分离，分别用牛肉糕蛋白胨培养基、马丁氏培养基和高氏一号培养基。每次分离重复3次，采用平板菌落记数法记录各微生物的数量，每个土壤类型的微生物数量取各点的平均数［9］。　　1.4青蒿鲜叶产量和青蒿素含量的测定　　采收时测量青蒿植株鲜叶的总产量和青蒿素含量。总产量采取直接称量青蒿鲜叶重量的方法；青蒿素含量采用HPLC法(Agilent1200Series)进行测定。　　1.5统计分析　　研究结果都采用SPSS统计软件进行统计分析［10］。　　2结果各检测结果见表1。从表1中可见，各土壤类

7、型的青蒿素含量和微生物数量都有所不同。表1不同土壤类型在各个时期内微生物数量与青蒿素含量的变化（略）　　2.1土壤类型与青蒿素含量的关系　　在3种土壤类型中，粘土的青蒿素含量为1.32%，其含量最高并且与壤土1.13%的含量差异达极显著，砂土的含量最少并且与壤土的青蒿素含量差异达极显著。统计分析结果表明，青蒿素含量与土壤类型之间存在极显著的正相关关系（r=0.971，P<0.01），即含粘土成分越高，青蒿素含量越高；而含砂土成分越高，青蒿素含量越低。　　2.2各土壤类型在青蒿的不同生长阶段与微生

8、物数量的关系　　2.2.1粘土的微生物数量变化　　在3种土壤类型中，粘土的微生物数量，无论是细菌、真菌还是放线菌在青蒿的整个研究阶段都最多并且分别与砂土和壤土各自微生物数量的差异达极显著。其中细菌数量在逐渐减少；放线菌数量在逐渐增加；真菌数量虽然先减少后增加，但总的趋势是在减少。细菌数量从定植前每克土壤103.0×103个减少到采收期50.0×103个，表明青蒿的定植生长抑制了细菌的繁殖。青蒿在抑制细菌生长的同时促进了放线菌数量的增加，其数量从定植前每克