川芎山地育苓的微生态机制研究

无性繁殖的中药种质退化速度快、产量低、病害发生频繁。四川栽培川芎已近千年的历史，采用"山地育苓"与"平坝栽培"技术有效防治了其种质退化，保证了川芎的产量和质量稳定。鉴于川芎采用无性繁殖方式，"山地育苓"的过程只可能是其微生态结构发生了改变。前期研究证明，不同产地川芎内生真菌种群结构存在差异，道地产区的多样性较非道地产区丰富，都江堰石羊产出的川芎内生真菌种群结构基本稳定；内生真菌、内生细菌与川芎挥发性成分具有相关性。在此基础上，本课题采用DGGE结合测序分析技术和HSSPME- GC/MS分析技术，多个体平行分析方法，跟踪 "山地育苓"和"平坝栽培"过程中川芎内共生微生物的菌群结构变化和药材质量的变化，探讨川芎微生态结构变化规律，有利于揭示川产川芎种质复壮的微生态机制，为无性繁殖中药种质退化的研究和中药种质退化的复壮提供新的研究思路和方法，为提高和稳定四川道地药材资源质量提供科学的理论指导。

川芎为伞形科（Umbelliferae）植物川芎Ligusticum chuanxiong Hort.的干燥根茎，古称芎藭，为著名川产道地药材，具有活血行气，祛风止痛的功效。四川是川芎的主产区，占全国总产量90％以上。历史道地产区在都江堰市（灌县）金马河上游以西地区。“山地育苓”与“平坝栽培”的无性繁殖方式作为四川栽培川芎的独有技术，已有近千年的历史。通过该技术栽培的川芎具有产量高、质量优、病害少等特点，有效防止了种源质量退化，保证了药材生产。未经“山地育苓”的川产川芎不仅根状茎较小，而且病害十分严重。.　　本项目主要采用了多个体平行分析方法，利用PCR-DGGE结合测序术、GC/MS技术等，跟踪“山地育苓”和“平坝栽培”的生产循环过程中川芎内共生微生物的菌群结构变化规律及其与药材质量的关系。根据已经得出的数据首先比较分析了在同一生长发育期（平坝栽培期）几个不同产区间川芎内生菌群组成的差异，进一步探讨了这种差异与川芎品质形成之间的相关性；初步分析了同一川芎植株个体在育苓栽培过程中茎节及根茎内生真菌的种类变化。主要研究结果显示：1）内生菌种类在不同川芎个体之间存在差异，但同一育苓地或产地来源的川芎仍表现出最大的相似性；2）在平坝栽培期不同产地的川芎内生菌群存在显著差异，其中都江堰石羊产区川芎内生真菌的种类明显比其他产区更丰富、各样本间内生真菌群结构一致性比其他产区更高；3）在平坝栽培期各产地间存在共有的内生真菌，也存在着各自特有的内生真菌；4）部分内生真菌与川芎中Z-藁本内酯等挥发性组分的含量存在相关性（主要为正相关）；5）在川芎无性栽培循环过程中，同一植株个体的茎节及根茎内生真菌的种类发生了规律性变化：从“平坝栽培”抚芎期至“山地育苓”阶段植株内生菌种类减少，从苓种栽培至药材形成期川芎内生菌种类明显增多，反映出“山地育苓”对川芎内生菌群结构的重组作用。. 本项目首次对川产川芎在栽培过程中内生菌群结构进行跟踪调查，研究结果揭示“山地育苓”这一行之有效传统川芎栽培技术的微生态实质是川芎内生菌群结构的重组，通过重组改善川芎内生菌群结构，提升了川芎药材的质量，以及抗病能力和产量，实现了种源的复壮。本项目为无性繁殖中药种质退化的复壮提供了新的研究思路和方法，对“微生物肥料”的研发、稳定药材质量和增加产量等方面具提供了理论指导。