[发明专利]褪黑素在影响药用植物根际土壤微生物多样性的应用

说明书

本发明涉及生物技术领域，具体涉及褪黑素作为叶面喷施剂的有效成分影响药用植物根际土壤微生物多样性的应用，所述的叶面喷施剂中褪黑素的含量为100‑300mg/L，所述的诱导剂中还含有羟丙基甲基纤维素0.05g/L。本发明所述的褪黑素可以降低植物内源水杨酸，过氧化氢含量，提高茉莉酸含量，促进了根际益生真菌的增殖与内共生，改变重楼根际土壤微生物的多样性。综上，褪黑素喷施在叶面能够通过改变内源激素水平，调节根际微生物组成，从而起到对华重楼抗病促生的作用。以褪黑素为有效成分的叶面喷施剂用于华重楼栽培，兼具抗病和促生的作用，且制备和使用方法简单，成本低，可以推广应用。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及褪黑素影响药用植物根际土壤微生物多样性的应用。

背景技术

中药重楼为百合科植物云南重楼(Paris polyphylla Smith var.yunnanensis(Franch)HandMazz)或华重楼(Paris polyphylla Smith varchinensis(Franch)Hara)的干燥根茎。甾体皂苷是重楼的主要活性物质，具有抗肿瘤、消炎、止血、抗氧化、促进子宫收缩和保护血管内皮细胞等药理作用。重楼对生长环境要求苛刻，喜温暖湿润，怕强光直射；喜疏松肥沃、腐殖质丰富的土壤，忌板结、积水土壤。在我国分布的重楼大概有20多种。其中分布较广的种有：多叶重楼，滇重楼，毛重楼，丽江地区还分布有珍稀的白花重楼，此外，还有华重楼，狭叶重楼，短瓣球药隔重楼，黑籽重楼，无瓣黑籽重楼，花叶重楼等。(尹鸿翔,张浩.濒危民族药重楼种质资源调查及质量评价研究[J].时珍国医国药,2009,20(11):2863-2865.)。重楼种植分为种子种植与根状茎种植两种方法。除了多芽重楼品系可以进行根状茎分芽繁殖外，其他的只能进行种子繁殖。

自然条件下，重楼种子存在休眠现象，需要“两冬一夏”才能顺利萌发，且随着时间的推移种子萌发率下降，据统计，15个月的重楼种子出苗率仅为46.2％，大量种子在漫长的休眠期间丧失了生命力而无法出苗。刘贺贺等研究发现，重楼种子在萌发过程中，赤霉素(GA3)、生长素(IAA)含量升高，脱落酸(ABA)含量持续降低；在即将出苗阶段，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性迅速升高(刘贺贺等，中药重楼种子繁殖技术研究进展，2019年)，说明种子的萌发与其内源激素和活性氧清除酶系统相关。杨根林等为了促进重楼种子的萌发，通过去除种皮、低温沙藏、赤霉素浸泡，将发芽时间缩短到150天，发芽率提高到了67～71％，570天成苗率达到66～69％(杨根林等，不同处理方法对滇重楼种子萌发及成苗的影响，2019年)。

同时，赵彩呈等研究发现，土传病害根腐病，气传病害灰霉病、白粉病是重楼的主要病害，尤其是根腐病对重楼的生长造成严重影响(赵彩呈等，丽江滇重楼和白芨根腐病病原菌鉴定，2019年)。王茜等从滇重楼根、块茎、叶中分离内生真菌，基于ITS序列分析和形态学方法进行分类鉴定，结果表明镰刀菌属分离率最高(0.87)，优势度11.62％(王茜等，滇重楼内生真菌分离与多样性研究，2013年)。镰刀菌属真菌不仅是重楼内生菌，其中腐皮镰刀菌，尖孢镰刀菌等也是主要的根腐病病原菌，严重影响了重楼的生长。综上所述，发芽率低、生长缓慢、周期长、病害严重、抗逆性差是制约重楼人工种植产业发展的主要原因。

根际是植物与土壤相互作用最剧烈的区域，也是根-土-微生物系统中物质与能量交换的重要场所。植物与土壤微生物之间密切的相互作用是根际互作的重要组成部分。植物根系通过分泌多种初级代谢产物(有机酸、碳水化合物和氨基酸等)和次级代谢产物(生物碱、萜类化合物和酚类等)以信号、物质流或某种形式影响根际微生物群落，招募和促进有益微生物的定殖和生长，同时抵抗病原性或其他有害微生物(Vittorio Venturi等，Signaling in the Rhizosphere，2016年)。