生物炭诱导的微生物和代谢重编程增强了Panax quinquefolius L中的生物活性化合物积累

科学领域:

• 农业科学 农业科学
• 植物科学 植物科学
• 微生物学 微生物学

背景情况:

• 松 (Panax quinquefolius L.) (美国人参) 是中国传统医学的重要草药,以其丰富的人参胺含量而闻名.
• 之前的研究表明,生物炭在P. quinquefolius中增强了特定的金氏化物 (Re,Rg),但整体的代谢影响和机制尚不清楚.
• 了解植物微生物组和二次新陈代谢之间的相互作用对于优化人参种植至关重要.

研究的目的:

• 研究P. quinquefolius中生物炭诱导的代谢重编程的机制.
• 探索植物微生物组 (树叶圈和内) 与二次代谢物积累之间的相关性.
• 揭示生物炭如何影响P. quinquefolius代谢和相关微生物群落.

主要方法:

• 在生物炭处理下对P. quinquefolius的二次代谢物进行分析.
• 根球微生物群落的测序和分析.
• 隔离和识别内菌微生物.
• 微生物群落结构和代谢物概况之间的相关性分析.

主要成果:

• 生物炭治疗显著增加了多种生物活性化合物,包括核化物,甘油醇,脂肪酸,类固醇甘化物和三类.
• 有益的根球微生物 (例如,Bacillus,Flavobacterium,Devosia) 和内植物 (例如,Flavobacterium,Acaulospora,Glomus) 被丰富,而病原体 (例如,Fusarium) 被抑制.
• 微生物群落的变化与特定的二次代谢产物的积累有很强的相关性,如人参化物Rg3和F2.

结论:

• 生物炭的应用有效地增强了P. quinquefolius中各种生物活性化合物的积累.
• 生物炭通过调节树叶圈和内生菌微生物群落来影响P. quinquefolius的二次新陈代谢.
• 这项研究提供了对生物炭在人参种植中的作用的机制性理解,表明其在中医农业中的潜在应用.