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丹参为唇形科植物丹参Salvia miltiorrhiza Bge.的干燥根及根茎。在大规模种植的过程中,丹参存在着种质退化严重、质量参差不齐、连作障碍等问题,妨碍了高产优质丹参药材的生产。丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌是分布最广泛的植物营养专性共生菌,能与80%以上的陆生高等植物共生形成菌根结构。AM真菌与植物共生后,能够促进宿主植物吸收及利用矿质元素与水分,调节宿主体内代谢,增强抗逆性,促进植物生长,提高作物产量和品质。因此,研究丹参与AM真菌的共生关系对解决丹参种植过程中存在的问题具有重要意义。 本研究采用盆栽受控实验,系统地研究了丹参组培苗接种不同AM真菌(8个单菌种处理、26个组合菌种处理)后,AM真菌对丹参药用部位产量、活性成分及根际矿质元素的影响。主要研究结果如下: (1)AM真菌与丹参能形成良好的共生关系。供试AM真菌均能成功侵染丹参组培苗形成菌根,但丹参与不同AM真菌的菌根依赖性不同,并且不同AM真菌对丹参生物量的影响差异较大。8种供试AM真菌均能与丹参组培苗共生形成菌根结构,菌根侵染率(54.83~89.97%)普遍较高。丹参对单种AM真菌的菌根依赖性大小依次为:地管孢囊霉(G)>缩管孢囊霉(B)>疣状无梗囊霉(H)>詹氏两性囊霉(D)>木薯根生囊霉(C)>福摩萨球囊霉(A),丹参对光壁无梗囊霉(E)、荫性球囊霉(F)未表现出菌根依赖性。接种AM真菌后丹参根鲜重和干重均普遍增加,表明接种AM真菌对丹参根部物质积累具有一定的促进作用,其中12号处理(BE)对丹参干物质积累促进作用最显著。 (2)AM真菌能影响丹参根际土中矿质元素的含量。接种AM真菌处理组根际土中CaO、Sr、Cu、P、Mn、V、Ce、Zn、Hf、Br等矿质元素的含量普遍较空白组高,表明接种AM真菌对丹参根际CaO、Sr、Cu、P、Mn、V、Ce、Zn、Hf、Br等矿质元素积累具有促进作用。 (3)AM真菌影响丹参活性成分的含量。AM真菌对丹参活性成分种类无影响,但对活性成分含量有一定影响。8种AM真菌对活性成分含量综合作用由大到小依次为:福摩萨球囊霉>光壁无梗囊霉>木薯根生囊霉>缩管孢囊霉>詹氏两性囊霉>荫性球囊霉>(-)疣状无梗囊霉>(-)地管孢囊霉。单菌种处理组中,福摩萨球囊霉对丹参素、咖啡酸、迷迭香酸、丹酚酸B、丹酚酸A以及总酚酸类含量提高最有利;混合接种处理组中,20号处理对丹参活性成分迷迭香酸、丹酚酸B、丹酚酸A含量、酚酸类含量以及活性成分总含量提高最有利。 (4)AM真菌影响丹参药用部位活性成分的生物积累量。各接种AM真菌处理组间丹参药用部位活性成分生物积累量差异较大,接种AM真菌对丹参活性成分生物积累量表现出较一致的促进作用。8种AM真菌单接种时对丹参活性成分生物积累量综合作用由大到小依次为:福摩萨球囊霉>缩管孢囊霉>木薯根生囊霉>詹氏两性囊霉>疣状无梗囊霉>地管孢囊霉>荫性球囊霉>(-)光壁无梗囊霉。单菌种处理组中,福摩萨球囊霉对丹参药用部位活性成分生物积累量提高最有利;混合接种处理组中,12号处理(BE)对丹参药用部位活性成分生物积累量提高最有利。 (5)AM真菌影响丹参活性成分的组成。8种AM真菌单接种处理与空白组直观分析表明,福摩萨球囊霉、缩管孢囊霉、木薯根生囊霉、詹氏两性囊霉、光壁无梗囊霉提高了丹参根中酚酸类摩尔含量与丹参酮类摩尔含量的比值(R值),荫性球囊霉、地管孢囊霉、疣状无梗囊霉降低了R值。因子分析表明,詹氏两性囊霉使R值显著降低。4号(D)、31号(ABCDE)、12号(BE)、29号(ACDE)等处理显著提高丹酚酸B与迷迭香酸摩尔含量之比;4号(D)、9号(AE)、21号(ADE)对显著提高3种丹参酮总摩尔含量与丹参酮I摩尔含量之比。 综上,8种AM真菌单接种处理组中,福摩萨球囊霉对丹参药用部位活性成分含量(丹参素、咖啡酸、迷迭香酸、丹酚酸B、丹酚酸A和酚酸类)及活性成分生物积累量(酚酸类成分生物积累量、总活性成分生物积累量)提高最有利,以酚酸类成分含量及酚酸类成分生物积累量为指标,福摩萨球囊霉是丹参的优势“益生”菌种;詹氏两性囊霉提高丹参酮类生物积累量作用最显著,以丹参酮类生物积累量为指标,詹氏两性囊霉是优势“益生”菌种。混合接种处理组中,20号处理(ACE)对丹参药用部位迷迭香酸、丹酚酸B、丹酚酸A、酚酸类成分含量和活性成分总含量提高均有利,以活性成分含量为指标20号处理是丹参的优势“益生”复合菌群;12号处理(BE)对丹参素、迷迭香酸、丹酚酸B、丹酚酸A、丹参酮I、酚酸类成分生物积累量以及活性成分总生物积累量提高均有利,以活性成分生物积累量为指标,12号处理是丹参的优势“益生”复合菌群。