牛膝茬口缓解地黄连作障碍的化感物质筛选及其作用研究

中药材生产中的连作障碍，已经成为制约药用植物可持续发展的核心问题。生产实践和前期研究工作证明，牛膝具有连作增益作用，地黄-牛膝轮作可有效缓解地黄的连作障碍。本研究拟以"温85-5"地黄品种为供试材料，用地黄根区土壤进行盆栽试验，通过外源添加牛膝根区土壤水提液不同极性段，确定其有效部位；采用气质、液质联用检测技术对有效部位进行化学成分分析，通过与空白土样水提液相同部位色谱图的对比，确定目标化合物，利用质谱谱库检索、分子离子峰、离子碎片及裂解规律推断目标化合物的结构，以指导有效部位化感物质的分离纯化和结构鉴定；对获得的化感物质进行外源添加盆栽试验，测定地黄生理指标，采用因子分析法筛选缓解地黄连作障碍的主要化感物质，并对其所引起的连作地黄生理生态效应进行研究，为探索牛膝化感促进作用的物质基础，阐明牛膝茬口缓解地黄连作障碍的作用机制，进一步解决生产中的连作障碍问题提供理论依据和技术支撑。

药用植物的连作障碍已经严重制约了中药产业的可持续发展。地黄是块根类药材中具有连作障碍的非常典型的代表性植物，而牛膝同样作为根类药用植物，则在连作过程中越种越好。前期研究证明牛膝轮作能在一定程度上减轻地黄的连作障碍，本课题旨在通过牛膝土壤提取液中化感物质的缓解地黄连作障碍作用分析，阐明牛膝茬口缓解地黄连作障碍的作用机制，为进一步解决生产中的连作障碍问题提供理论依据和技术支撑。本研究按照项目申请书所述，首先优化并建立了牛膝根区土壤水提液不同部位的液相检测技术，初步分析比较了牛膝根区土壤中的化学指纹图谱。而后以“温85-5”地黄品种为供试材料，用地黄根区土壤进行盆栽试验，通过外源添加牛膝根区土壤水提液不同极性部位，确定其有效部位；结合前期建立的液相色谱方法，采用液质联用检测技术对有效部位进行化学成分分析，通过与空白土样色谱图的对比确定目标化合物，利用质谱谱库检索、分子离子峰、离子碎片及裂解规律推断目标化合物的结构，以指导有效部位化感物质的分离纯化和结构鉴定，通过生物测试，并采用因子分析法筛选缓解地黄连作障碍的主要化感物质，并通过进一步盆栽试验对主要化感物质所引起的连作地黄生理生态效应进行研究； 通过连作地黄的生理指标测定及根系扫描分析比较研究了牛膝茬口物质对连作地黄的生理效应，并利用Miseq高通量测序平台分析了地黄根区土壤中的微生物种群及数量变化。基本达到了课题计划的预期目标，为探索牛膝化感促进作用的物质基础，阐明牛膝茬口缓解地黄连作障碍的作用机制，进一步解决生产中的连作障碍问题提供理论依据和技术支撑。