药用植物与根际微生物相互作用的研究进展

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0714

中国农学通报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (16): 99-107.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0714

• 资源·环境·生态·土壤·气象 • 上一篇下一篇

药用植物与根际微生物相互作用的研究进展

李芳¹(), 邓杰², 戈秀梅¹^,³, 都斌斌¹

¹ 皖西学院生物与制药工程学院，安徽六安 237012
² 皖西学院实验实训教学管理部，安徽六安 237012
³ 安徽中医药大学药学院，合肥 230012

收稿日期:2024-11-26 修回日期:2025-02-27 出版日期:2025-06-05 发布日期:2025-06-05
作者简介:
李芳，女，1990年出生，青海西宁人，讲师，博士，主要研究方向：药用植物病害。通信地址：237012 安徽省六安市裕安区月亮岛皖西学院，E-mail：1320300850@qq.com。
基金资助:
皖西学院高层次人才科研启动资助项目“不同栽培模式下白术叶斑病的致病机理研究”(WGKQ2022023); 安徽省中药资源保护与持续利用工程实验室开放课题资助项目“大别山区多花黄精根腐病的致病机制及其防控技术研究”(TCMRPSU-2022-07); 安徽省大别山中医药研究院课题资助项目“不同栽培模式下连作对多花黄精根际土壤微生物多样性的影响”(TCMADM-2024-18)

Research Progress on Interaction Between Medicinal Plants and Rhizosphere Microorganisms

LI Fang¹(), DENG Jie², GE Xiumei¹^,³, DU Binbin¹

¹ College of Biological and Pharmaceutical Engineering, West Anhui University, Lu’an, Anhui 237012
² Department of Experimental and Practical Teaching Management, West Anhui University, Lu’an, Anhui 237012
³ College of Pharmacy, Anhui University of Chinese Medicine, Hefei 230012

Received:2024-11-26 Revised:2025-02-27 Published:2025-06-05 Online:2025-06-05

摘要/Abstract

摘要：

药用植物在栽培过程中受多种因素影响，其中根际微生物与药用植物关系密切，两者相互作用、相互影响。本研究对近年来药用植物与根际微生物相互影响的研究现状进行综述，重点总结了根际微生物对药用植物生长、次生代谢产物、抗病能力及连作障碍等方面的影响，以及药用植物类型（或品种）、产地、生育期、种植年限和种植模式等对根际微生物的影响。提出了当前药用植物与根际微生物研究中存在的问题以及需要进一步研究的方向。合理有效利用药用植物与根际微生物之间的相互作用关系，为促进药用植物的生长、抵御病原菌侵害、缓解连作障碍、增加药材产量以及改善药材质量等提供一定的思路。

关键词: 药用植物, 根际微生物, 生长, 有效成分含量, 抗病能力, 连作障碍, 产地和生育期, 植物类型, 种植年限, 种植模式

Abstract:

Medicinal plants are affected by various factors during the cultivation process, among which rhizosphere microorganisms exhibit a close relationship with medicinal plants, with both interacting and influencing each other. In this paper, the research progress of the interaction between medicinal plants and rhizosphere microorganisms in recent years is summarized, focusing on the effects of rhizosphere microorganisms on growth, secondary metabolic products, disease resistance and continuous cropping obstacles of medicinal plants, as well as the effects of medicinal plant types (or varieties), production area, growth period, planting age and planting pattern on rhizosphere microorganisms. In addition, the paper also identifies the current problems in this research field and proposes directions for future investigations. This review aims to provide theoretical insights and methodological references for rationally utilizing the interaction between medicinal plants and rhizosphere microorganisms to enhance plant growth, resist pathogen invasion, alleviate continuous cropping obstacles, increase yield and improve the quality of medicinal materials.

Key words: medicinal plants, rhizosphere microorganism, growth, active component content, disease resistance, continuous cropping obstacle, production area and growth period, plant type, planting age, planting pattern

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图/表 2

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[102]	加多五尼, 甲使阿咪, 马鸿宇, 等. 不同栽培模式对粗茎秦艽根际土壤微生物多样性与次生代谢产物含量的影响[J]. 中国实验方剂学杂志, 2023, 29(10):192-201.
[103]	吴加香, 刘涛, 寸梦壵, 等. 黄草乌间作玉米对其根际微生物群落多样性的影响[J]. 分子植物育种, 2024, 22(7):2281-2289.
[104]	ZENG J, LIU J, LU C, et al. Intercropping with turmeric or ginger reduce the continuous cropping obstacles that affect Pogostemon cablin (Patchouli)[J]. Frontiers in microbiology, 2020,11:579719.

药用植物	结果	参考文献
玉竹	细菌、放线菌、好氧自生固氮菌、氨化细菌和无机磷细菌等数量较对照分别降低了12.4%、13.2%、36.3%、48.6%和71.1%，真菌数量则增加了239%。	张周等^[70]
地黄	氨化细菌、好气性固氮菌和硫化细菌分别增加了25.99、45.39、11.43倍，好气性纤维素分解菌减少了86.74%	陈慧等^[71]
地黄	Clostridium sp.、Flexibacter polymorphus和Clostridium ghoni等病原菌数量增加，有益菌群数量减少	吴林坤^[72]
黄芩	连作3年的根际土壤中真菌、细菌和放线菌分别是种植1年的1.69、7.50、6.23倍	张向东等^[73]
白术	细菌和放线菌数量及微生物总量显著下降，真菌数量显著上升	陈慧等^[74]
北柴胡	有益微生物（毛壳菌属、被孢霉属、光黑壳属等）的相对丰度降低，有害微生物（链格孢属、异茎点霉属、炭疽菌属等）的相对丰度增加	刘丽^[75]
太子参	尖孢镰刀菌等病原菌的活性提高，并抑制了芽孢杆菌属促生菌的细胞膜形成，显著降低了其对病原菌的抗性	Wu等^[76]
黄芪	细菌群落多样性显著降低，立枯丝核菌、尖孢镰刀菌和锐顶镰刀菌等病原菌丰度显著上升	李冰圳^[77]
甜叶菊	连作8年根际土中鞘氨醇单胞菌属、德沃斯氏菌属、链霉菌属和黄杆菌属等有益菌属的相对丰度显著降低	徐新娟^[78]
丹参	随着连作年限的增加，镰刀菌属和链格孢属等有害真菌随之增加，而芽孢杆菌属、假单胞菌属和鞘氨醇单胞菌属逐渐减少	黄菊英^[79]
丹参	细菌群落的种类及多样性随连作年限的增加而下降	周冰谦等^[80]
当归	随着连作年限的增加，根际细菌多样性呈先下降后增加的趋势，真菌多样性呈先增加后下降的趋势	赵进^[81]
怀牛膝	土壤中细菌、革兰氏阴性菌Gram(－)及真菌含量都随连作年限增加而明显上升，微生物多样性增加，且革兰氏阳性菌Gram(+)/革兰氏阴性菌Gram(－)的比值随着连作年限的增加而下降	王娟英等^[82]
黄连	随连作年限的增加，变形菌门等细菌门的多样性呈减少趋势	Alami等^[83]
山药	随着生长周期的延长，根际菌属Pseudomonas、Alternaria和内生菌属Bacillus、Delftia、Cladosporium数量迅速增加，根际芽孢杆菌、Mortierella、Talaromyces和Pantoea数量显著减少	Qin等^[84]
太白贝母	随着生长年限的增加，解钾细菌整体上呈递减趋势，真菌呈递增趋势	母茂君等^[85]
华重楼	细菌多样性随着生长年限的增加呈降低、升高、再降低的变化规律，真菌多样性则呈先升高后下降的变化规律。细菌群落丰富度随着生长年限的增加呈先升高后下降的变化规律，真菌丰富度随着生长年限增长变化不大	冼康华等^[86]
枸杞	随着种植年限的增长，根际土壤的微生物多样性呈一定程度的下降趋势	肖龙敏等^[87]
北沙参	土壤病原菌丰度增加，镰刀菌属相对丰度随连作年限延长而上升，土壤类型由细菌型向真菌型转变	刘智赫^[88]

药用植物	结果	参考文献
玉竹	细菌、放线菌、好氧自生固氮菌、氨化细菌和无机磷细菌等数量较对照分别降低了12.4%、13.2%、36.3%、48.6%和71.1%，真菌数量则增加了239%。	张周等^[70]
地黄	氨化细菌、好气性固氮菌和硫化细菌分别增加了25.99、45.39、11.43倍，好气性纤维素分解菌减少了86.74%	陈慧等^[71]
地黄	Clostridium sp.、Flexibacter polymorphus和Clostridium ghoni等病原菌数量增加，有益菌群数量减少	吴林坤^[72]
黄芩	连作3年的根际土壤中真菌、细菌和放线菌分别是种植1年的1.69、7.50、6.23倍	张向东等^[73]
白术	细菌和放线菌数量及微生物总量显著下降，真菌数量显著上升	陈慧等^[74]
北柴胡	有益微生物（毛壳菌属、被孢霉属、光黑壳属等）的相对丰度降低，有害微生物（链格孢属、异茎点霉属、炭疽菌属等）的相对丰度增加	刘丽^[75]
太子参	尖孢镰刀菌等病原菌的活性提高，并抑制了芽孢杆菌属促生菌的细胞膜形成，显著降低了其对病原菌的抗性	Wu等^[76]
黄芪	细菌群落多样性显著降低，立枯丝核菌、尖孢镰刀菌和锐顶镰刀菌等病原菌丰度显著上升	李冰圳^[77]
甜叶菊	连作8年根际土中鞘氨醇单胞菌属、德沃斯氏菌属、链霉菌属和黄杆菌属等有益菌属的相对丰度显著降低	徐新娟^[78]
丹参	随着连作年限的增加，镰刀菌属和链格孢属等有害真菌随之增加，而芽孢杆菌属、假单胞菌属和鞘氨醇单胞菌属逐渐减少	黄菊英^[79]
丹参	细菌群落的种类及多样性随连作年限的增加而下降	周冰谦等^[80]
当归	随着连作年限的增加，根际细菌多样性呈先下降后增加的趋势，真菌多样性呈先增加后下降的趋势	赵进^[81]
怀牛膝	土壤中细菌、革兰氏阴性菌Gram(－)及真菌含量都随连作年限增加而明显上升，微生物多样性增加，且革兰氏阳性菌Gram(+)/革兰氏阴性菌Gram(－)的比值随着连作年限的增加而下降	王娟英等^[82]
黄连	随连作年限的增加，变形菌门等细菌门的多样性呈减少趋势	Alami等^[83]
山药	随着生长周期的延长，根际菌属Pseudomonas、Alternaria和内生菌属Bacillus、Delftia、Cladosporium数量迅速增加，根际芽孢杆菌、Mortierella、Talaromyces和Pantoea数量显著减少	Qin等^[84]
太白贝母	随着生长年限的增加，解钾细菌整体上呈递减趋势，真菌呈递增趋势	母茂君等^[85]
华重楼	细菌多样性随着生长年限的增加呈降低、升高、再降低的变化规律，真菌多样性则呈先升高后下降的变化规律。细菌群落丰富度随着生长年限的增加呈先升高后下降的变化规律，真菌丰富度随着生长年限增长变化不大	冼康华等^[86]
枸杞	随着种植年限的增长，根际土壤的微生物多样性呈一定程度的下降趋势	肖龙敏等^[87]
北沙参	土壤病原菌丰度增加，镰刀菌属相对丰度随连作年限延长而上升，土壤类型由细菌型向真菌型转变	刘智赫^[88]

药用植物	种植模式	间/轮作作物	结果	参考文献
丹参	轮作/间作	桔梗、白芍	提高了细菌群落的香农-威纳指数、丛枝菌根真菌的侵染率以及真菌群落中接合菌门、壶菌门和子囊菌门的相对丰度	王悦等^[89]
丹参	轮作	油菜、小麦	轮作4年后细菌和真菌数量分别增加1倍和2倍多，真菌数量下降30%	林贵兵等^[90]
甘草	轮作	棉花、小麦	增加了土壤中的微生物数量，各土壤总微生物数量变化均为细菌>真菌>放线菌	祖勒胡玛尔· 乌斯满江等^[91]
百合	间作	玉米	提高了鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)和硝化螺旋菌属(Nitrospirae)等有益细菌的相对丰度，降低了镰刀菌属和管柄囊霉属(Funneliformis)真菌的相对丰度	Zhou等^[92]
太子参	轮作	水稻、菜豆	增加了有益菌种的数量和丰度，提高了有益微生物群的活性，改善土壤健康	Lin等^[93]
蜀葵	间作	大豆、玉米	增加了土壤微生物呼吸速率和生物量	Nourbakhsh等^[94]
草豆蔻	间作	柚木	显著改变了土壤细菌群落结构，促进了特定细菌类群（如厚壁菌门）的富集	Wang等^[95]
杭白菊	间作	玉米	增加了芽孢杆菌等有益微生物的富集	Liao等^[96]
苍术	间作	花生	显著增加了根际有益细菌数量，增幅为31.2%~79.9%	Dai等^[97]
刺五加	间作	东北南星	增加了土壤细菌多样性，抑制了真菌多样性，间作根际土壤中潜在病原菌（枝孢属真菌）的相对丰度比单作根际土壤低42%	Zhu等^[98]
黄芪	轮作	燕麦	提高了根际细菌群落多样性及一些有益菌丰度，有效抑制了病原菌生长	李冰圳^[77]
北柴胡	轮作/间作	玉米	增加了有益微生物的丰度，降低了有害微生物的相对丰度	刘丽^[75]
光果甘草	间作	油葵	显著提高了微生物多样性指数，改变了微生物群落功能多样性	张旭龙等^[99]
红花	间作	小麦	显著提高了红花根际被孢霉属等有益菌属的相对丰度，显著降低了镰刀菌属、链格孢属致病真菌属的相对丰度	王香生等^[100]
半夏	间作	辣椒、玉米、大豆	显著增加了细菌和放线菌数量，降低了真菌数量，其中，细菌和放线菌的增幅分别为18.52%~51.85%和73.73%~138.98%，真菌数量的降幅为19.31%~40.91%	杭烨等^[101]
粗茎秦艽	间作	牡丹、白芸豆、土豆和玉米	改变了根际土壤中细菌和真菌群落多样性，其中粪壳菌纲、锤舌菌纲、银耳菌纲、散囊菌纲和镰刀菌属等致病菌群相对丰度降低，变形菌门、酸杆菌门和放线菌门等有益菌群比例增高且逐渐成为优势菌群	加多五尼等^[102]
黄草乌	间作	玉米	提高了根际土壤中微生物群落的丰富度和多样性	吴加香等^[103]
广藿香	间作	生姜	增加了放线菌门、酸杆菌门等优势微生物的丰度	Zeng等^[104]
北沙参	轮作	牛膝和玉米	提高了根际细菌群落多样性，其中，伯克氏菌(Burkholderia)、假单胞菌属和球囊菌门(Glomeromycota)等有益菌群在根际显著富集，镰刀菌等病原菌丰度下降	刘智赫^[88]

药用植物	种植模式	间/轮作作物	结果	参考文献
丹参	轮作/间作	桔梗、白芍	提高了细菌群落的香农-威纳指数、丛枝菌根真菌的侵染率以及真菌群落中接合菌门、壶菌门和子囊菌门的相对丰度	王悦等^[89]
丹参	轮作	油菜、小麦	轮作4年后细菌和真菌数量分别增加1倍和2倍多，真菌数量下降30%	林贵兵等^[90]
甘草	轮作	棉花、小麦	增加了土壤中的微生物数量，各土壤总微生物数量变化均为细菌>真菌>放线菌	祖勒胡玛尔· 乌斯满江等^[91]
百合	间作	玉米	提高了鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)和硝化螺旋菌属(Nitrospirae)等有益细菌的相对丰度，降低了镰刀菌属和管柄囊霉属(Funneliformis)真菌的相对丰度	Zhou等^[92]
太子参	轮作	水稻、菜豆	增加了有益菌种的数量和丰度，提高了有益微生物群的活性，改善土壤健康	Lin等^[93]
蜀葵	间作	大豆、玉米	增加了土壤微生物呼吸速率和生物量	Nourbakhsh等^[94]
草豆蔻	间作	柚木	显著改变了土壤细菌群落结构，促进了特定细菌类群（如厚壁菌门）的富集	Wang等^[95]
杭白菊	间作	玉米	增加了芽孢杆菌等有益微生物的富集	Liao等^[96]
苍术	间作	花生	显著增加了根际有益细菌数量，增幅为31.2%~79.9%	Dai等^[97]
刺五加	间作	东北南星	增加了土壤细菌多样性，抑制了真菌多样性，间作根际土壤中潜在病原菌（枝孢属真菌）的相对丰度比单作根际土壤低42%	Zhu等^[98]
黄芪	轮作	燕麦	提高了根际细菌群落多样性及一些有益菌丰度，有效抑制了病原菌生长	李冰圳^[77]
北柴胡	轮作/间作	玉米	增加了有益微生物的丰度，降低了有害微生物的相对丰度	刘丽^[75]
光果甘草	间作	油葵	显著提高了微生物多样性指数，改变了微生物群落功能多样性	张旭龙等^[99]
红花	间作	小麦	显著提高了红花根际被孢霉属等有益菌属的相对丰度，显著降低了镰刀菌属、链格孢属致病真菌属的相对丰度	王香生等^[100]
半夏	间作	辣椒、玉米、大豆	显著增加了细菌和放线菌数量，降低了真菌数量，其中，细菌和放线菌的增幅分别为18.52%~51.85%和73.73%~138.98%，真菌数量的降幅为19.31%~40.91%	杭烨等^[101]
粗茎秦艽	间作	牡丹、白芸豆、土豆和玉米	改变了根际土壤中细菌和真菌群落多样性，其中粪壳菌纲、锤舌菌纲、银耳菌纲、散囊菌纲和镰刀菌属等致病菌群相对丰度降低，变形菌门、酸杆菌门和放线菌门等有益菌群比例增高且逐渐成为优势菌群	加多五尼等^[102]
黄草乌	间作	玉米	提高了根际土壤中微生物群落的丰富度和多样性	吴加香等^[103]
广藿香	间作	生姜	增加了放线菌门、酸杆菌门等优势微生物的丰度	Zeng等^[104]
北沙参	轮作	牛膝和玉米	提高了根际细菌群落多样性，其中，伯克氏菌(Burkholderia)、假单胞菌属和球囊菌门(Glomeromycota)等有益菌群在根际显著富集，镰刀菌等病原菌丰度下降	刘智赫^[88]

药用植物与根际微生物相互作用的研究进展

Research Progress on Interaction Between Medicinal Plants and Rhizosphere Microorganisms

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[2]	姜子健, 杨茂林, 杨晓旭, 刘畅, 刘大军, 冯国军. 脱落酸对低温胁迫下菜豆幼苗生长及抗寒性的影响[J]. 中国农学通报, 2025, 41(9): 38-46.
[3]	吴素霞, 赵鹏, 范海荣, 宋士涛, 陈丽娜, 靳常敏, 崔悦. 生物有机肥对谷子生长性状的影响[J]. 中国农学通报, 2025, 41(8): 19-24.
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