【摘 要】
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川黄柏（Phellodendrob chinense Schneid.）是我国南方典型药用经济植物,含有生物碱、黄酮类、甾醇类等药用成分,广泛应用于临床治疗与研究。随着社会的发展和人们生活水平的逐渐提高,中药治疗和养生已被接受和认可,导致川黄柏的需求量日益增加,因此通过合理地调整栽培措施以提高川黄柏等中药材的产量和品质是一条便捷的途径。外源氮影响土壤微环境,调节植物根系的生长和次生代谢进程,但未见
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川黄柏（Phellodendrob chinense Schneid.）是我国南方典型药用经济植物,含有生物碱、黄酮类、甾醇类等药用成分,广泛应用于临床治疗与研究。随着社会的发展和人们生活水平的逐渐提高,中药治疗和养生已被接受和认可,导致川黄柏的需求量日益增加,因此通过合理地调整栽培措施以提高川黄柏等中药材的产量和品质是一条便捷的途径。外源氮影响土壤微环境,调节植物根系的生长和次生代谢进程,但未见外源氮对川黄柏幼苗微生物群落结构、根系生长及药用成分影响的报道。因此,本研究以川黄柏一年生幼苗为实验材料,采用大田试验,系统研究 CK（0gN/m2）、N5（5gN/m2）、N10（10gN/m2）和 N15（15 gN/m2）对土壤理化性质、土壤酶活、微生物多样性变化、川黄柏根系生长、氮素代谢相关基因表达水平及药用成分积累的影响,明确外源氮素对川黄柏根系生长和药用成分含量的影响,阐明氮素与土壤微生物互相作用的机制,为川黄柏生产过程中合理施肥以及科学的种植提供理论依据。主要研究结果如下:1、外施不同浓度的氮肥后,川黄柏幼苗根际土壤中的pH值显著降低;同时也降低了全磷含量,有机质含量表现为N10＜CK＜N15＜N5,而土壤全氮含量无显著性变化;土壤铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾含量升高,且铵态氮、硝态氮和速效磷的含量均在N10处理后最高。2、与CK相比,N5、N10和N15提高了土壤中过氧化氢酶活性;显著降低了土壤脲酶活性;N10显著提高了土壤酸性磷酸酶活性;N5和N10提高了土壤蔗糖酶活性,而N15则降低了土壤蔗糖酶活性。3、与CK相比,N5、N10和N15降低了土壤细菌的Chao1和shannon指数;N5和N10提高土壤真菌的ACE和Chao1指数,N10和N15提高Shnnon指数。不同浓度外源氮处理后,土壤细菌主要优势菌群包括:变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）;土壤真菌主要优势菌群包括:担子菌门（Basidiomycota）,子囊菌门（Ascomycota）和壶菌门（Chytridiomycota）。相关性热图分析表明,硝化螺旋菌门（Nitrospirae）与NH4+-N、NO3--N、AP呈极显著负相关,与pH呈极显著正相关;酸杆菌门（Acidobacteria）和担子菌门（Basidiomycota）与SOM呈极显著正相关;放线菌门（Actinobacteria）和壶菌门（Chytridiomycota）与NH4+-N呈极显著正相关。RDA分析结果表明,pH、SOM、NH4+-N、NH3--N和AP是影响根际微生物群落结构的主要环境因子。4、外源氮提高了 amoA、nirK和phoD基因的相对丰度,对nifH基因的相对丰度无显著性影响。5、外源氮提高了川黄柏幼苗根系中Pc（S）-AMT1基因的相对表达量,促进铵态氮和硝态氮的积累,在N10处理下促进效果最佳;同时提高了根中GS和NR的酶活性以及Pc（S）-GS（N5和N10水平）和Pc（S）-NR（N10和N15水平）基因的相对表达量;显著增加川黄柏幼苗总根长、根直径、根表面积、根体积和根鲜重,且N10的促进效果最佳。6、外源氮显著提高川黄柏幼苗根中Pc（S）-THBO基因的相对表达量;同时显著提高根中黄柏碱和小檗碱含量,且N10的促进效果最佳。相关性分析结果显示,川黄柏幼苗根中黄柏碱和小檗碱与土壤铵态氮、硝态氮、速效磷、酸性磷酸酶、土壤真菌ACE指数、总根长、根平均直径、根表面积、根体积、根直径、根鲜重、根铵态氮、根硝态氮以及硝酸还原酶呈显著正相关。综合川黄柏幼苗根系生长指标、根药用成分和土壤微环境结果,N10是促进川黄柏幼苗生长的最适外源氮浓度,建立了外源氮-土壤有效养分含量-土壤真菌多样性-川黄柏根系生长和小檗碱合成的调控模型,为后续深入研究外源氮促进川黄柏幼苗根系生长和小檗碱积累以及科学培育提供了理论依据和数据支撑。
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