【摘 要】
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青钱柳(Cyclocarya paliurus)是我国特有的木本药用植物,其中含有大量的黄酮类、三萜类等次生代谢物,具有重要的保健价值。然而,青钱柳人工栽培过程中肥料的施用(尤其是氮肥),虽然促进了生长和提高了叶生物量的积累,但同时也大大降低了植物次生代谢物的含量,影响了原材料的品质。丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)是广泛与植物根系共生的菌根真菌,它促进植物生长并在一
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“氮素调控青钱柳三萜类合成的机制研究”(31800528); 2020年安徽农业大学省级/校级大学生创新创业训练计划项目(S202010364092/XJDC2020194);
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青钱柳(Cyclocarya paliurus)是我国特有的木本药用植物,其中含有大量的黄酮类、三萜类等次生代谢物,具有重要的保健价值。然而,青钱柳人工栽培过程中肥料的施用(尤其是氮肥),虽然促进了生长和提高了叶生物量的积累,但同时也大大降低了植物次生代谢物的含量,影响了原材料的品质。丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)是广泛与植物根系共生的菌根真菌,它促进植物生长并在一定程度上提供植物体次生代谢物的合成和积累。为了减少化学肥料的使用,同时平衡青钱柳药用人工林产量和品质间的矛盾,本研究利用接种丛枝菌根真菌来改善药用植物的生长和提高次生代谢物产量。试验以青钱柳天然林下接种土对当年生青钱柳无菌苗进行接种试验,研究AM真菌对青钱柳生长特性、生物量积累、植物组织C、N含量、矿质养分吸收、次生代谢物含量及产量的影响。研究结果如下:(1)接种菌根后,青钱柳苗的苗高和地径生长显著高于对照组(P<0.05)。试验组自8月到10月的苗高总生长量显著高于对照组,地径总生长量与苗高类似,但是直到9月份才达到显著差异。试验组苗高和地径的净生长量显著高于对照组,苗高净生长量大致为:8-9月>9-10月>7-8月>接种-7月。试验组地径净生长量趋势与苗高表现一致,但对照组在8-9月的净生长量低于9-10月。(2)接种菌根后,试验组的青钱柳叶部的N含量(27.87 mg/g)、K含量(7.48mg/g)、Ca含量(26.63 mg/g)、Mg(2.82 mg/g)高于对照组,N含量显著高于对照组(P<0.05)。试验组的青钱柳根部P(1.51 mg/g)和Mg(2.86 mg/g)含量最高。接种菌根后,试验组青钱柳茎和叶的N含量、根和茎的K含量、茎的Ca含量以及茎的Mg含量均显著高于对照组(P<0.05),所以菌根真菌可以促进青钱柳苗对矿质养分的吸收。(3)接种菌根后,青钱柳奎宁酸、总黄酮、黄酮类单体(奎宁酸、槲皮素、山奈酚)的含量差异不显著,并且接种后试验组青钱柳根部的槲皮素含量显著低于对照组(P<0.05),说明接种菌根真菌抑制了槲皮素的积累。接种菌根后,青钱柳茎部总三萜、叶部的Pterocaryoside B、Pterocaryoside A以及齐墩果酸(Oleanolic acid)呈现显著差异(P<0.05),试验组青钱柳茎部的总三萜含量和叶部的三萜类(Pterocaryoside B、Pterocaryoside A、齐墩果酸)含量显著高于对照组(P<0.05),对应含量分别为3.74 mg/g、0.26 mg/g、0.09 mg/g、0.05 mg/g。菌根真菌对三萜类含量影响较大,对黄酮类含量影响较小。(4)接种菌根后,青钱柳叶部奎宁酸(0.87 mg/g)、槲皮素(0.32 mg/g)、山奈酚(0.65 mg/g)产量高于对照组,但两组差异不显著。青钱柳茎部的奎宁酸、槲皮素、山奈酚产量显著高于对照组(P<0.05)。接种菌根后,试验组青钱柳叶部三萜类化合物(Pterocaryoside B、Pterocaryoside A、齐墩果酸)的产量显著高于对照组(P<0.05)。而叶中阿江榄仁酸产量仅在试验组检测出为0.11 mg/g,叶中青钱柳酸B产量两组差异不明显。接种菌根真菌可显著促进青钱柳相应部位黄酮类和三萜类产量。(5)接种菌根后,试验组青钱柳根部山奈酚与C/N、叶部奎宁酸与C含量均呈现显著正相关(P<0.05)。青钱柳各部分黄酮类化合物与N含量相关性不明显。试验组青钱柳各部分三萜化合物与C、N、C/N的相关性不显著,而对照组青钱柳叶部Pterocaryoside A与C含量呈现显著负相关(P<0.05)。(6)接种菌根后,试验组青钱柳叶部的山奈酚与K元素的含量呈现显著正相关(P<0.05)。试验组青钱柳茎部的槲皮素和K含量呈现显著正相关(P<0.05),而同一部位的山奈酚和Mg含量呈现负相关。试验组青钱柳根部的总黄酮和奎宁酸均与P、K、Ca、Mg的含量呈现正相关,但差异不显著。接种菌根后,试验组青钱柳的茎部与根部的齐墩果酸分别与P含量、Ca含量呈现显著正相关(P<0.05)。
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