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目的：1、探讨邻苯二甲酸与立枯丝核菌菌丝生长的相互作用；2、邻苯二甲酸与立枯丝核菌共培养体系对水培丹参的致害作用及其作用机理。通过以上两个方面的研究证明邻苯二甲酸介导立枯丝核菌的生长，进而影响重茬丹参的生长代谢，导致其连作障碍发生。通过本研究可阐明邻苯二甲酸介导下土壤微环境的变化规律及相互作用机制，研究结果对消减丹参连作障碍，提升药材产量和品质方面具有重要理论指导意义，同时也为其他根类药材连作障碍的消减提供重要借鉴。
方法：1、通过气相色谱法（Gas Chromatography，GC）确定丹参植株体内所含邻苯二甲酸酯类化合物；通过室内菌丝生长抑制实验，研究邻苯二甲酸对立枯丝核菌菌丝生长的作用及临界浓度；采用高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）测定菌丝生长抑制实验中培养体系在菌丝生长前后邻苯二甲酸含量的变化。2、加入外源性的邻苯二甲酸介导立枯丝核菌生长后的共培养体系，测定水培丹参地上部与地下部的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性和丙二醛（MDA）含量，研究邻苯二甲酸与立枯丝核菌共培养体系对丹参抗氧化系统的影响。3、通过Illumina测序平台对加入邻苯二甲酸和立枯丝核菌共培养体系后的水培丹参进行地上部和地下部转录组分析。
结果：1、丹参植株地上部含有6种邻苯二甲酸酯类成分，总相对含量为8.264%；地下部含有5种邻苯二甲酸酯类成分，总相对含量为1.069%；邻苯二甲酸浓度对立枯丝核菌菌丝的生长具有“低浓度促进，高浓度抑制”影响；邻苯二甲酸浓度在0.1mg·mL-1时，立枯丝核菌菌落数最多且菌落直径最大；菌丝生长抑制实验培养体系中邻苯二甲酸的含量无变化。2、邻苯二甲酸与立枯丝核菌培养体系作用下丹参叶片内SOD和POD活性分别升高18.64%、58.35%，MDA含量增加19.8%，根部SOD和POD活性分别升高34.39%、10.32%，MDA含量增加57.55%。3、对邻苯二甲酸与立枯丝核菌共培养体系作用下水培丹参进行转录组分析，丹参叶片中显著富集得到植物病原菌互作信号通路，该信号通路中调控钙信号系统的CML基因表达上调，响应钙离子信号转导的CNGC基因表达下调；丹参根部通过KEGG富集得到与丹参次生代谢产物合成途径相关的三条信号通路：苯丙烷生物合成，苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成，苯丙氨酸代谢。其中调控丹参酚酸类次生代谢产物合成的PAL与4CL基因表达上调；调控丹参木质素合成的HCT与C3H基因表达上调，F5H基因表达下调。
结论：1、邻苯二甲酸为丹参体内合成分泌到土壤中的化感物质；2、邻苯二甲酸对立枯丝核菌的生长具有“低浓度促进，高浓度抑制”的效应，在相同培养条件下，邻苯二甲酸的加入促进了立枯丝核菌生长繁殖，但其含量没有发生变化，证明邻苯二甲酸不是给立枯丝核菌生长提供C源，而是起到相当于催化剂的作用；3、在邻苯二甲酸介导立枯丝核菌生长下的共培养体系影响下，丹参通过抗氧化酶活性升高、免疫系统启动、次生代谢产物合成增加等方式抵御病原菌胁迫，但由于植物自身防御机制的局限性，在没有外界的参与下不能完全抵御胁迫，随着胁迫时间的延长，基因响应调控下降，丹参最终出现枯萎死亡。本研究针对邻苯二甲酸对立枯丝核菌的催化机理以及导致连作障碍产生的分子机制进行深入研究。
方法：1、通过气相色谱法（Gas Chromatography，GC）确定丹参植株体内所含邻苯二甲酸酯类化合物；通过室内菌丝生长抑制实验，研究邻苯二甲酸对立枯丝核菌菌丝生长的作用及临界浓度；采用高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）测定菌丝生长抑制实验中培养体系在菌丝生长前后邻苯二甲酸含量的变化。2、加入外源性的邻苯二甲酸介导立枯丝核菌生长后的共培养体系，测定水培丹参地上部与地下部的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性和丙二醛（MDA）含量，研究邻苯二甲酸与立枯丝核菌共培养体系对丹参抗氧化系统的影响。3、通过Illumina测序平台对加入邻苯二甲酸和立枯丝核菌共培养体系后的水培丹参进行地上部和地下部转录组分析。
结果：1、丹参植株地上部含有6种邻苯二甲酸酯类成分，总相对含量为8.264%；地下部含有5种邻苯二甲酸酯类成分，总相对含量为1.069%；邻苯二甲酸浓度对立枯丝核菌菌丝的生长具有“低浓度促进，高浓度抑制”影响；邻苯二甲酸浓度在0.1mg·mL-1时，立枯丝核菌菌落数最多且菌落直径最大；菌丝生长抑制实验培养体系中邻苯二甲酸的含量无变化。2、邻苯二甲酸与立枯丝核菌培养体系作用下丹参叶片内SOD和POD活性分别升高18.64%、58.35%，MDA含量增加19.8%，根部SOD和POD活性分别升高34.39%、10.32%，MDA含量增加57.55%。3、对邻苯二甲酸与立枯丝核菌共培养体系作用下水培丹参进行转录组分析，丹参叶片中显著富集得到植物病原菌互作信号通路，该信号通路中调控钙信号系统的CML基因表达上调，响应钙离子信号转导的CNGC基因表达下调；丹参根部通过KEGG富集得到与丹参次生代谢产物合成途径相关的三条信号通路：苯丙烷生物合成，苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成，苯丙氨酸代谢。其中调控丹参酚酸类次生代谢产物合成的PAL与4CL基因表达上调；调控丹参木质素合成的HCT与C3H基因表达上调，F5H基因表达下调。
结论：1、邻苯二甲酸为丹参体内合成分泌到土壤中的化感物质；2、邻苯二甲酸对立枯丝核菌的生长具有“低浓度促进，高浓度抑制”的效应，在相同培养条件下，邻苯二甲酸的加入促进了立枯丝核菌生长繁殖，但其含量没有发生变化，证明邻苯二甲酸不是给立枯丝核菌生长提供C源，而是起到相当于催化剂的作用；3、在邻苯二甲酸介导立枯丝核菌生长下的共培养体系影响下，丹参通过抗氧化酶活性升高、免疫系统启动、次生代谢产物合成增加等方式抵御病原菌胁迫，但由于植物自身防御机制的局限性，在没有外界的参与下不能完全抵御胁迫，随着胁迫时间的延长，基因响应调控下降，丹参最终出现枯萎死亡。本研究针对邻苯二甲酸对立枯丝核菌的催化机理以及导致连作障碍产生的分子机制进行深入研究。