黄芩栽培方法及其微生物菌剂和应用

本发明涉及于药用植物栽培，具体涉及在黄芩栽培方法及其微生物菌剂和应用。

背景技术：

1、黄芩属药用植物黄芩（ scutellaria baicalensis georgi）广泛分布于中国、俄罗斯、蒙古、朝鲜、日本等国家的温带地区和热带山区。黄酮类成分是黄芩的主要药理活性成分，此外黄芩还含有丰富的酚酸类、氨基酸类、多糖类、甾醇类、苯甲酸类等化学成分。其干燥根入药，具有抗菌、抗病毒、抗炎、抗癌、降糖和神经保护等功能。黄芩生物安全性高，不易产生抗药性，临床应用广泛，具有广阔的开发应用前景。

2、黄酮类成分是黄芩最主要的活性成分，具有较强的抗肿瘤、抗氧化、抗炎和抗病毒等活性。大多数黄酮类成分以黄酮苷类的形式存在，少部分以游离的黄酮苷元的形式存在。黄芩素、汉黄芩素和千层纸素a是含量较高的三种苷元。目前共分离出56种游离的黄酮苷元，其中，c-5和c-7类取代最为常见，此外，一些黄酮类在c-6和c-8位也可能出现甲氧基或羟基取代。黄芩苷是黄芩中含量最高的黄酮苷类成分，目前共成功分离出44种黄酮苷类成份。

3、采收季节和时间直接影响药材的品质，采收过早，药材还未成熟，有效成分含量较低；采收过晚，药材的有效成分已经开始分解。随着栽培年限的延长，黄芩木质部逐渐腐朽枯萎，黄芩由“子芩”向“枯芩”转化，苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、苯丙素等生物合成通路显著下调，类黄酮、黄酮、黄酮醇、异黄酮和花青素等生物合成通路显著上调，苷类成分逐渐转化为苷元类成分。随着黄芩连作年限的增加，土壤病原菌积累，土壤环境恶化，很可能导致黄芩的连作障碍。虽然通过增施化学肥料和喷洒农药可以在一定程度上改善连作带来的黄芩根腐病等植物病害，但也容易导致农药残留、土壤养分失衡、微生物多样性减少、土壤病害加重等环境问题。而微生物菌剂或菌肥可以通过提供营养元素、促进根系发育、提高土壤肥力、增强植物抗逆性等多种方式，促进植物的高品质生长，而且更加绿色环保，不会对土壤环境造成危害。已有研究发现，枯草芽孢杆菌可以作为黄芩根腐病和白粉病的生防菌，球状巨孢囊霉( glomus intraradices)和摩西球囊霉（ glomus mosseae）可以促进黄芩产量的增加，近明球囊霉( glomus claroideum)处理可以促进黄芩苷的积累，这为黄芩微生物菌剂的开发和应用提供了依据。但总体而言关于微生物菌剂处理对黄芩药效物质基础的影响还少有研究。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种黄芩栽培方法，所述栽培方法用于同时实现加速黄芩地下干物质的积累和提高黄酮苷元类成分含量，所述方法包括施加解淀粉芽孢杆菌的微生物菌剂。

2、在一种实施方式中，提供一种在上述方法中使用的微生物菌剂，所述微生物菌剂包括解淀粉芽孢杆菌。

3、在一种实施方式中，提供上述微生物菌剂在黄芩栽培中的应用。

4、在一种实施方式中，提供一种在上述方法中使用的微生物肥料，所述微生物菌剂包括解淀粉芽孢杆菌。

5、在一种实施方式中，提供上述微生物肥料在黄芩栽培中的应用。

6、基于根际微生物与药用植物品质形成的相关性，我们选择了卷枝毛霉和解淀粉芽孢杆菌，首次从不同生长期（花期、果期、枯萎期）黄芩农艺性状、次生代谢产物积累情况、根际细菌和真菌群落组成的角度探究了二者对黄芩品质形成的影响，结果发现二者对黄芩的品质形成具有相似的影响。两种菌剂调控可以加速黄芩地下干物质的积累，延长采收期。原本在枯萎期达到最高产量，经过菌剂处理后，在果期提前达到最高值，此时黄酮苷类成分显著降低，而黄酮苷元类成分显著升高。分析不同生长期黄芩根际微生物的变化情况可以发现，卷枝毛霉处理后，9月抗病原菌微生物丰度上升，而到了10-11月致病菌显著富集。卷枝毛霉很可能削弱了根际微生物这一生物防线的保护作用，促进了病原菌在黄芩根际的定植。而解淀粉芽孢杆菌处理后促进氮循环和抗胁迫相关的微生物在黄芩根际富集。虽然两种菌剂对黄芩的产量和品质有相似的调控作用，但二者的作用机制很可能各不相同。卷枝毛霉处理后，丧失的核心微生物与黄酮苷的积累呈显著正相关，与黄酮苷元的积累呈显著负相关，因此卷枝毛霉很可能通过调控关键根际微生物的组成，调控黄芩品质的形成。解淀粉芽孢杆菌的相对丰度直接与黄酮苷类成分呈显著负相关，而与黄酮苷元类成分呈显著正相关。因此解淀粉芽孢杆菌很可能通过调控ubgats和ubgts等促进苷元向苷类转化的基因的表达，调控黄芩的品质形成。本发明研究发现，虽然两种菌剂都可以调节黄芩次生代谢产物的积累，但卷枝毛霉会促进有害微生物的积累，不利于黄芩的长期栽培，而解淀粉芽孢杆菌可以促进有益菌在根际的富集，提高黄酮苷元类成分含量，因此是一种优良的微生物菌剂。

7、本发明探究了卷枝毛霉处理组（mc）和解淀粉芽孢杆菌处理组（ba）两种菌剂处理对黄芩农艺性状、次生代谢产物和根际微生物的影响。结果发现mc和ba可以使黄芩提前一个月达到最高产量。由于北方11月天气寒冷，土壤冻结，给黄芩采收带来了困难，因此菌剂处理不仅可以缩短种植时间，还可以延长黄芩的采收期。此外，菌剂处理使10月黄芩的黄酮苷类成分下降、苷元类成分积累。mc和ba的促生机制各不相同。ba丰度直接与黄芩黄酮类成分相关，而mc则是通过调节根际核心微生物的组成从而影响黄芩黄酮类成分的合成。一般研究认为黄芩苷元具有更高的抗氧化活性，因此两种菌剂处理均有利于高品质黄芩的生产。然而mc处理会增加黄芩根际致病菌的丰度，为黄芩的可持续栽培带来威胁。ba菌剂处理会促进固氮抗病相关微生物的富集，相对更为绿色安全。因此相比之下，ba是一种促进黄芩次生代谢产物积累，而且有利于黄芩可持续栽培的优良菌剂。

技术特征：

1.一种黄芩栽培方法，其特征在于，所述栽培方法用于同时实现加速黄芩地下干物质的积累和提高黄酮苷元类成分含量，所述方法包括施加解淀粉芽孢杆菌的微生物菌剂。

2.一种在权利要求1的方法中使用的微生物菌剂，其特征在于，所述微生物菌剂包括解淀粉芽孢杆菌。

3.根据权利要求2所述的微生物菌剂在黄芩栽培中的应用。

4.一种在权利要求1的方法中使用的微生物肥料，其特征在于，所述微生物菌剂包括解淀粉芽孢杆菌。

5.根据权利要求4所述的微生物肥料在黄芩栽培中的应用。

技术总结本发明提供一种黄芩栽培方法，所述栽培方法用于同时实现加速黄芩地下干物质的积累和提高黄酮苷元类成分含量，所述方法包括施加解淀粉芽孢杆菌的微生物菌剂。本发明方法可以使黄芩提前一个月达到最高产量，本发明的菌剂处理不仅可以缩短种植时间，还可以延长黄芩的采收期；本发明不仅促进黄芩次生代谢产物积累，而且有利于黄芩可持续栽培。技术研发人员：何春年,杨凯琳,张争,郑雅萍,肖培根受保护的技术使用者：中国医学科学院药用植物研究所技术研发日：技术公布日：2024/11/4