科研進(jìn)展
西北高原所研究揭示了磷肥對(duì)山莨菪品質(zhì)的影響機(jī)制
山莨菪（Anisodus tanguticus）是茄科山莨菪屬的特有植物，也是重要藏藥和工業(yè)原料，用于生產(chǎn)臨床上重要的托品烷類(lèi)生物堿：樟柳堿、山莨菪堿、東莨菪堿和阿托品等，可治療眩暈癥、有機(jī)磷中毒、帕金森病和其他疾病。資源長(zhǎng)期依賴(lài)野生采集，人工栽培技術(shù)不足，其可持續(xù)利用面臨挑戰(zhàn)。
中國(guó)科學(xué)院西北高原生物研究所高原藥用資源生態(tài)保護(hù)與繁育研究團(tuán)隊(duì)以山莨菪為研究對(duì)象，基于微生物組和不同磷肥添加水平下生物堿含量的靶向測(cè)定，分析了磷肥添加對(duì)山莨菪生物堿含量的影響，揭示了土壤-微生物-植物相互作用的新機(jī)制。研究表明：磷肥通過(guò)雙重途徑對(duì)生物堿含量產(chǎn)生影響。一方面，土壤氮磷比例失調(diào)打破了土壤微生物氮循環(huán)的平衡，促使更多的細(xì)菌通過(guò)硝化-反硝化等過(guò)程獲得氮源和碳源，體現(xiàn)了磷肥添加下生物堿合成所需的氮源和能量的缺乏，干擾了植物次生代謝的資源分配；另一方面，磷肥添加重構(gòu)了微生物群落的功能布局，表現(xiàn)為低磷環(huán)境下菌根共生系統(tǒng)對(duì)碳、氮、磷的協(xié)同代謝增強(qiáng)，而高磷環(huán)境下病原真菌大量繁殖阻礙了生物堿在植物體內(nèi)的合成和積累。這種微生物功能群落的生態(tài)位分化表明土壤養(yǎng)分?jǐn)_動(dòng)會(huì)改變微生物代謝網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而調(diào)控藥用植物的次生代謝，為分析人工栽培中土壤管理、微生物功能和藥材質(zhì)量之間的耦合關(guān)系提供了理論依據(jù)，明確了養(yǎng)分-微生物-代謝的級(jí)聯(lián)調(diào)控效應(yīng)，為山莨菪的高效利用和價(jià)值提升提供了新見(jiàn)解。未來(lái)的研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注基于微生物功能調(diào)控的精準(zhǔn)施肥策略，以實(shí)現(xiàn)藥用植物栽培中產(chǎn)量和品質(zhì)的協(xié)同提升。
研究結(jié)果以?Integrated microbiological and metabolomic analyses reveal the mechanism by which P addition affects the quality of Anisodus tanguticus?為題發(fā)表在?Industrial Crops and Products（中國(guó)科學(xué)院一區(qū)Top，IF 5.6）。西北高原所碩士研究生張發(fā)梅為第1作者，周?chē)?guó)英研究員為通訊作者。該研究得到青海省重大科技專(zhuān)項(xiàng)（2023-SF-A5）、2023年中央林業(yè)改革發(fā)展基金和2024年中央林業(yè)改革發(fā)展基金的共同資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.120956
P添加下微生物功能分異
