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【金秋计划】揭示氮肥促进川贝母产量和品质提升的分子机制

城头变幻大王骑

2024/09/10

中药/天然药检测

揭示氮肥促进川贝母产量和品质提升的分子机制

1、氮肥对川贝母的生物碱和核苷代谢物有明显影响。
2、适当施用氮肥后，与 C 和 N 循环相关的酶活性增加，并且有益微生物的比例已明显增加。

3、最佳氮肥施用量(60–120 kg N ha? 1）提高了鳞茎产量。
川贝母被广泛应用于中草药和功能性食品中，具有止咳化痰的功效，并被大韩民国、加拿大、澳大利亚、马来西亚和新加坡批准为传统制剂中的草药活性成分。川贝母主要含有生物碱、核苷、皂苷和萜类化合物，具有止咳、祛痰和平喘作用，被广泛用于诊断和预防呼吸道疾病。当代药理学研究发现了它的抗肿瘤、抗炎和抗高血压作用，进一步扩大了它的用途。它的野生栖息地主要分布在青藏高原地区，包括中国的四川、西藏、甘肃、青海和云南等省。遗憾的是，由于其自然繁殖能力低、生长周期长以及过度开发，野生川贝母正变得越来越濒危，无法满足日益增长的市场需求。虽然人工栽培川贝母取得了初步成功，但由于缺乏科学的栽培措施，尤其是合理的施肥策略，栽培川贝母的产量难以满足市场需求。因此，我们进行田间试验研究了不同氮水平对川贝母产量和质量的影响。此外，我们还评估了根际土壤酶和微生物群落对氮肥的反应，包括真菌和细菌的多样性、组成和共生网络，以及它们与产量和生物活性成分的关系。本研究的目的如下 (1) 优化氮肥管理，使川贝母的氮供应与氮需求同步，以提高产量并减少对环境的负面影响；以及 (2) 探讨六种氮肥施用水平下根际微生物群落多样性和潜在功能的差异。

田间试验表明，氮肥施用量是影响川贝母鳞茎产量、生物活性化合物、土壤酶和根际微生物的关键因素。适度施用氮肥可明显提高贝母甲素和西贝母碱的含量，但会降低贝母素乙和贝母辛的含量。与碳和氮循环相关的一些酶的活性与适度氮肥呈正相关。适度氮肥对微生物多样性和丰富度没有明显影响，但增加了微生物共生网络的复杂性，提高了川贝母对生态环境的适应性。结构方程模型分析表明，氮肥塑造了根际微生物群和土壤酶，从而影响了川贝母的产量和生物活性成分。

本研究结果为促进川贝母的可持续发展，缓解目前川贝母资源短缺，同时保护其环境效益提供了有价值的见解。

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