连作西洋参根际土壤化感物质筛选及化感效应分析

为了筛选西洋参连作过程中的化感物质,采用基于液质联用（LC-MS）的非靶向代谢组学技术对蒸馏水（CK）、4 a生西洋参水提液（GT）及其根际土壤浸提液（ST）浇灌的西洋参幼苗栽培土壤进行分析。结果显示,44种差异代谢物被质谱鉴定,其中22种差异代谢物VIP>1.4且P<0.001。这些差异代谢物包括皂苷、生物碱、酮及黄酮、有机酸、萜、醇和香豆素等。进一步采用HPLC对差异代谢物Ginsenoside Rg3、Ginsenoside Rg2、Indole-3-acetic acid、Methyl indole-3-acetate、Marmesin、Cytisine和Senecionine进行验证,发现这7种代谢物含量变化与代谢组学检测的结果一致。与CK相比,GT组Ginsenoside Rg3、Ginsenoside Rg2和Methyl indole-3-acetate含量显著增加;ST组Indole-3-acetic acid、Methyl indole-3-acetate、Marmesin、和Senecionine含量显著增加,Cytisine含量显著下降。化感作用分析发现,这7种代谢物对白菜种子萌发、白菜根和茎的生长均有不同程度的化感抑制作用。这些结果表明西洋参在重茬过程中分泌到土壤的次生代谢物质积累可能是导致西洋参连作障碍发生的潜在化感物质。     

两种处理对西洋参根际土壤理化性质及真菌群落的影响

本试验通过西洋参根水提液(GT)和连作4年西洋参土壤浸提液(ST)定期浇灌西洋参幼苗，研究两种处理对西洋参幼苗生长及土壤理化性质和真菌群落的影响。结果表明，与CK组相比，GT和ST组死苗率明显升高；GT组碱解氮和速效钾含量、转化酶和脲酶活性显著上升，pH值和铵态氮含量均显著下降；ST组pH值和速效磷、铵态氮含量显著下降，碱解氮含量显著上升。利用Illumina Miseq测序，共获得高质量序列768 262条，PCA分析显示3组样品真菌结构存在显著差异。与CK组相比，GT组和ST组Chao 1指数和ACE指数下降，Shannon指数和Simpson指数升高。在门水平，被孢霉门(Mortierellomycota)、子囊菌门(Ascomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为3组样品中的差异菌门。两处理明显抑制了西洋参幼苗的生长，并导致根际土壤理化性质和真菌群落的变化，为进一步阐明西洋参连作障碍产生机理提供了依据。