施用微生物菌剂对林下三七品质的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0831

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (25): 54-63.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0831

施用微生物菌剂对林下三七品质的影响

张澳¹(), 李彪², 何舒¹, 熊冰杰¹, 严星茹¹, 黄佑国¹, 王澍¹, 施蕊¹()

¹ 西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室/昆明生态林业产业国际科技研发中心/西南林业大学园林与园艺学院，昆明 650224
² 玉溪三农高原特色现代农业有限责任公司，云南澄江 652500

收稿日期:2022-10-08 修回日期:2023-05-18 出版日期:2023-09-05 发布日期:2023-08-28
通讯作者: 施蕊，女，1982年出生，云南昆明人，教授，博士，研究方向：天然药物化学。通信地址：650224 云南省昆明市盘龙区青云街道300号西南林业大学，Tel：0871-63863380，E-mail：shirui@swfu.edu.cn。
作者简介:
张澳，男，1999年出生，山东济宁人，在读硕士，研究方向：林下中药材生态种植。通信地址：650224 云南省昆明市盘龙区青云街道300号西南林业大学，Tel：0871-63863380，E-mail：ao2040749351@swfu.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金“22GJ根际土壤微生态系统对林下三七药效形成的反馈机制研究”(32260720); 国家重点研发计划项目“林下中药材优质生产关键技术研究与集成示范”(2021YFD1000202); 国家现代农业产业技术体系(CARS-21-05B); 云南省重大科技专项“2021YK林下石斛、天麻有机种植关键技术及森林生态系统评估体系研究”(202102AE090042); 云南省级财政林业科技推广示范专项“澳洲坚果良种采橞圃营建及种植示范推广”(〔2020〕ts09号); 昆明市科技揭榜制项目“22KM林下三七产品开发和品牌打造”(2021JH002)

Effect of Microbial Fungicide Application on the Quality of Forest Panax notoginseng

ZHANG Ao¹(), LI Biao², HE Shu¹, XIONG Bingjie¹, YAN Xingru¹, HUANG Youguo¹, WANG Shu¹, SHI Rui¹()

¹ Key Laboratory for Forest Resources Conservation and Utilization in the Southwest Mountains of China, Ministry of Education/ International Ecological Foresty Research Center of Kunming/ College of Horticulture and Landscape Architecture, Southwest Forestry University, Kunming 650224
² Yuxi Sannong Plateau Characteristic Modern Agriculture Co., Ltd., Chengjiang, Yunnan 652500

Received:2022-10-08 Revised:2023-05-18 Online:2023-09-05 Published:2023-08-28

摘要/Abstract

摘要：

为进一步提高云南省林下三七品质，采用液相色谱质谱(LC-MS)技术，同时结合多元统计分析，进行微生物菌剂林下三七与未施用菌剂林下三七根部糖醇类、维生素类和其他类差异代谢物筛选和KEGG注释。2组三七根中共检测到代谢物82种。差异代谢物26种，上调11种，包括糖醇类9种、维生素类2种；下调15种，包括糖醇类11种、维生素类2种、其他类2种。施用微生物菌剂的三七根中部分糖醇类、维生素代谢物增多，如D-苏糖醇、核酮糖-5-磷酸和维生素C（抗坏血酸）等，可见施用微生物菌剂对林下三七品质提升有一定促进作用。但菌剂施用也导致了三七中部分代谢物含量的降低，如阿魏酸钠、piscidionl A和D-氨基葡萄糖等。

关键词: 差异代谢物, 微生物菌剂, 糖醇类, 维生素, 林下三七

Abstract:

To further improve the quality of forest Panax notoginseng in Yunnan Province, liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) technique combined with multivariate statistical analysis was used for the screening and KEGG annotation of sugar alcohols, vitamins and other classes of differential metabolites in the roots of forest P. notoginseng applied with microbial fungicides. A total of 82 metabolites were detected in the 2 groups of P. notoginseng roots. There were 26 different metabolites, 11 up-regulated, including 9 sugar alcohols and 2 vitamins; 15 down-regulated, including 11 sugar alcohols, 2 vitamins and 2 others. Some sugar alcohols and vitamin metabolites, such as D-threitol, ribulose-5-phosphate and vitamin C (ascorbic acid), were increased in P. notoginseng roots with microbial fungicide application, which showed that microbial fungicide application had some promotion effect on the quality improvement of P. notoginseng under the forest. However, microbial fungicide application also led to a decrease in the content of some metabolites in P. notoginseng, such as sodium ferulate, piscidionl A and D-glucosamine.

Key words: differential metabolites, microbial fungicides, sugar alcohols, vitamins, forest Panax notoginseng

张澳, 李彪, 何舒, 熊冰杰, 严星茹, 黄佑国, 王澍, 施蕊. 施用微生物菌剂对林下三七品质的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(25): 54-63.

ZHANG Ao, LI Biao, HE Shu, XIONG Bingjie, YAN Xingru, HUANG Youguo, WANG Shu, SHI Rui. Effect of Microbial Fungicide Application on the Quality of Forest Panax notoginseng[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(25): 54-63.

图/表 11

参考文献 43

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基本信息	内容
生产企业	罗山县绿缘三元素生物科技有限公司
产品形态	颗粒
有效菌种名称	枯草芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌
主要技术指标	有效活菌数≥0.20亿/g，N+P₂O₅+K₂O=8.0%，有机质≥20.0%

基本信息	内容
生产企业	罗山县绿缘三元素生物科技有限公司
产品形态	颗粒
有效菌种名称	枯草芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌
主要技术指标	有效活菌数≥0.20亿/g，N+P₂O₅+K₂O=8.0%，有机质≥20.0%

组织部位	处理描述	样本名称
未施用微生物菌剂的三七主根	提取、过滤与分析	CK-R1-1
	提取、过滤与分析	CK-R1-2
	提取、过滤与分析	CK-R1-3
施用微生物菌剂的三七主根	提取、过滤与分析	HS-1
	提取、过滤与分析	HS-2
	提取、过滤与分析	HS-3

组织部位	处理描述	样本名称
未施用微生物菌剂的三七主根	提取、过滤与分析	CK-R1-1
	提取、过滤与分析	CK-R1-2
	提取、过滤与分析	CK-R1-3
施用微生物菌剂的三七主根	提取、过滤与分析	HS-1
	提取、过滤与分析	HS-2
	提取、过滤与分析	HS-3

物质二级分类	物质种数	物质名称
糖醇类	51	D-(-)-苏阿糖、D-苏糖醇、D-苏糖酸、D-(-)-阿拉伯糖^、D-核糖^、木糖醇^、L-阿拉伯糖醇^、L-岩藻糖、磷酸二羟基丙酮、D-氨基葡萄糖、D-葡萄糖^、D-果糖^、肌醇^、D-山梨糖醇^、己六醇^、甘露醇^、 3-磷酸-D-甘油酸、D-葡萄糖醛酸^、葡萄糖酸、D-赤藓糖-4-磷酸、D-泛酰醇、D-半乳糖酸^、D-蔗糖酸^、景天庚酮糖、N-乙酰-D-甘露糖胺^、N-乙酰-D-葡萄糖胺、N-乙酰-D-半乳糖胺^、核酮糖-5-磷酸、 D-氨基葡萄糖-1-磷酸、D-葡萄糖-6-磷酸^、D-果糖-6-磷酸^、葡萄糖-1-磷酸^、山梨糖醇-6-磷酸、磷酸葡萄糖酸、D-景天庚酮糖7-磷酸、1-(sn-甘油-3-磷酸)-1D-肌醇、D-葡萄糖-1,6二磷酸、异麦芽酮糖^、乳二糖^、蜜二糖^、D-(+)-海藻糖^、D-(+)-蔗糖^、肌醇半乳糖苷^、松二糖、海藻糖-6-磷酸、茄三糖、棉籽糖^、D-(+)-松三糖^、D-潘糖^*、松三糖-O-鼠李糖苷、耐斯糖(蔗果四糖)
维生素类	14	烟酰胺、烟酸、吡哆醇、脱氢抗坏血酸、维生素C（抗坏血酸）^*、4-吡哆酸、D-泛酸、D-生物素、吡哆醛-5'-磷酸、烟酸核糖核苷、吡哆醇-5'-0-葡萄糖苷、核黄素、四烯甲萘醌（维生素K₂）、吡哆醇-5'-O-二葡萄糖苷
其他类	16	二乙醇胺、顺式-3-己烯基乙酸酯、4甲基-5-噻唑乙醇、丙戊酸钠、阿魏酸钠、 (E)-4-[(1R,4S,6S)-4-羟基-2,2,6-三甲基-7-氧双环[4.1.0]庚烷-1-基]但-3-烯-2-酮、 3,5-二羟基-2,4-二甲氧基-9H-氟烷-9-酮、泛硫醇、5,6-二吲哚乙酸-5-O-β-葡萄糖苷、顺-对香豆酸4-O-葡萄糖苷^、巴斯苷、珠子参苷、(2R,3S,4S,5R,6R)-2-(羟甲基)-6-[[[(2R,3S,4S,5R,6R)-3,4,5-三羟基-6-(4-甲基戊氧基)恶烷-2-基]甲氧基]恶烷-3,4,5-三醇、piscidionl A、 5,7-二羟基-4-氧代-2-(3,4,5-三羟基苯基)-4H-铬-3-基-阿洛糖苷^、ligraminol B
茋类	1	2,4,6,4'-四羟基-二苯乙烯-2-O-D-葡萄糖苷

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Effect of Microbial Fungicide Application on the Quality of Forest Panax notoginseng

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物质	物质分类	Type	KEGG数据库信号通路
维生素 C（抗坏血酸）	维生素类	up	抗坏血酸和醛酸盐的代谢，谷胱甘肽的代谢，新陈代谢途径，次生代谢物的生物合成
吡哆醛-5'-磷酸	维生素类	up	硫胺素的代谢，维生素B₆的代谢，新陈代谢途径
D-生物素	维生素类	down	生物素代谢，新陈代谢途径，ABC运输工具
烟酸核糖核苷	维生素类	down	烟酸和烟酰胺的代谢，新陈代谢途径
D-苏糖醇	糖醇类	up	—
核酮糖-5-磷酸	糖醇类	up	磷酸戊糖途径，嘌呤代谢，膦酸盐和磷酸盐的代谢，光合作用生物体的碳固定，维生素B₆的代谢，新陈代谢途径，次生代谢物的生物合成，碳代谢，氨基酸的生物合成
D-氨基葡萄糖-1-磷酸	糖醇类	up	氨基酸糖和核苷酸糖的代谢，新陈代谢途径
D-葡萄糖-6-磷酸	糖醇类	up	淀粉和蔗糖的代谢，磷酸肌醇的代谢，各种次级代谢物的生物合成-第二部分，新陈代谢途径，次生代谢物的生物合成
D-果糖-6-磷酸	糖醇类	up	半乳糖的代谢，淀粉和蔗糖的代谢，光合作用生物体的碳固定，新陈代谢途径，次生代谢物的生物合成，碳代谢
葡萄糖-1-磷酸	糖醇类	up	糖酵解/葡萄糖生成，戊糖和葡萄糖醛酸的相互转化，半乳糖的代谢，淀粉和蔗糖的代谢，氨基酸糖和核苷酸糖的代谢，多酮体糖单元的生物合成，甘油脂代谢，新陈代谢途径，次生代谢物的生物合成
D-葡萄糖-1,6-二磷酸	糖醇类	up	淀粉和蔗糖的代谢，新陈代谢途径
茄三糖	糖醇类	up	—
松三糖-O-鼠李糖苷	糖醇类	up	—
D-苏糖酸	糖醇类	down	—
D-氨基葡萄糖	糖醇类	down	氨基酸糖和核苷酸糖的代谢，新陈代谢途径
D-果糖	糖醇类	down	—
肌醇	糖醇类	down	半乳糖的代谢，抗坏血酸和醛酸盐的代谢，磷酸肌醇的代谢，新陈代谢途径，次生代谢物的生物合成，ABC运输工具，磷脂酰肌醇信号系统
D-山梨糖醇	糖醇类	down	果糖和甘露糖的代谢，半乳糖的代谢，新陈代谢途径，ABC运输工具
甘露醇	糖醇类	down	果糖和甘露糖的代谢，新陈代谢途径，ABC运输工具
3-磷酸-D-甘油酸	糖醇类	down	糖酵解/葡萄糖生成，磷酸戊糖途径，甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸的代谢，半胱氨酸和蛋氨酸的代谢，甘油脂代谢，乙氧基化物和二羧酸的代谢，光合作用生物体的碳固定，新陈代谢途径，次生代谢物的生物合成，碳代谢，氨基酸的生物合成
葡萄糖酸	糖醇类	down	磷酸戊糖途径，次生代谢物的生物合成，新陈代谢途径，碳代谢
D-泛酰醇	糖醇类	down	泛酸和CoA的生物合成
N-乙酰-D-甘露糖胺	糖醇类	down	氨基酸糖和核苷酸糖的代谢，新陈代谢途径
N-乙酰-D-半乳糖胺	糖醇类	down	半乳糖的代谢，新陈代谢途径
阿魏酸钠	其他类	down	—
piscidionl A	其他类	down	—

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