作者：刘飞，伍晓丽，崔广林，彭锐，李红丽 

【摘要】  目的为明确青蒿根际微生物数量的动态变化与青蒿素含量的关系。方法在不影响青蒿正常生长发育的前提下，定期测定不同土壤类型青蒿根际细菌、真菌和放线菌的数量变化，并在收获时测定青蒿素的含量。结果增加粘土内放线菌的数量，同时减少细菌和真菌的数量有利于青蒿素的合成；而增加壤土细菌数量的同时减少真菌和放线菌的数量不利于青蒿素的合成。结论青蒿根际微生物的动态变化与青蒿素的含量存在一定的关系。

【关键词】  青蒿； 根际微生物； 动态变化； 青蒿素

          1904年德国科学家hiltner提出根际的概念，即植物根周围数毫米的区域，一般是距根面1～4 mm的土壤范围内。国内外的研究资料表明，植物根系和根际微生物对土壤性状、植物吸收养分及生长发育都有明显影响［1，2］。植物根际微生物繁殖速度快、数量多、代谢能力强，在改善土壤肥力和根际环境、促进根系生长和防治植物病害等方面均有一定的作用。通过改善根际微生态环境来促进植物生长，以及从根际微环境中筛选具有良好促生和抗菌作用的有益菌群，在烟草［3］、茶树［4］、玉米［5］等植物已有所报道。Www.11665.cOm  然而有关中草药在这方面的研究尚未见报道。青蒿artemisia annua l.又名黄花蒿，世界上已经有51个国家和地区将其列为抗疟指定用药，这使得全球对青蒿素原料的需求猛涨，从2004年开始已出现了从原料到成品药各个环节的严重供货短缺［6］。目前青蒿虽能大面积栽培，但由于其青蒿素含量还受土壤等多种因素影响［7，8］，大大增加了该药的生产成本。本文研究了不同土壤类型青蒿根际细菌、真菌和放线菌的数量变化，并对其有效成分青蒿素进行了测定，以期为进一步弄清土壤类型与根际微生物的关系、合理利用根际微生物以提高青蒿素含量并最终降低青蒿素的生产成本提供参考。

　　1  材料与方法

　　1.1  青蒿植株的选定方法

　　在气候环境条件相同的同一青蒿产区选取3种相邻的不同类型的土壤，每个土壤类型随机选取2个观察点，每个观察点随机选定3株青蒿并采取相同的田间管理。

　　1.2  土壤取样的时间及方法

　　1.2.1  取样时间

　　分别为青蒿定植前未受青蒿代谢产物影响过的土壤，青蒿营养旺盛生长期的土壤，采收前青蒿素含量已达到最高并相对稳定时期的土壤，共3次，每次取样的时间相同。

　　1.2.2  取样方法

　　在对青蒿定植前的土壤进行取样时，先确定定植位置，然后在根系可能大量生长的深度范围内随机采挖土样并充分混合。在对定植后的两个时期进行取样时，将选定植株周围的土壤看作1个圆，圆心为植株本身。将圆平均分作6份，并分别标记1，2，3，4，5，6。旺盛生长期对标记为1，3，5区域的根际土壤进行采样；青蒿采收前对标记为2，4，6区域的根际土壤进行采样。土样充分混合后放在5℃左右的温度条件下并置于无菌塑料袋密封保存待用。每次采样时不要波及邻近区域的土样，并且尽量不要损伤根系，取样完毕后将土回盖并浇水以利于植株继续正常生长。

　　1.3  土壤微生物的分离计数

　　采用稀释平板法作细菌、真菌和放线菌的分离，分别用牛肉糕蛋白胨培养基、马丁氏培养基和高氏一号培养基。每次分离重复3次，采用平板菌落记数法记录各微生物的数量，每个土壤类型的微生物数量取各点的平均数［9］。

　　1.4  青蒿鲜叶产量和青蒿素含量的测定

　　采收时测量青蒿植株鲜叶的总产量和青蒿素含量。总产量采取直接称量青蒿鲜叶重量的方法；青蒿素含量采用hplc法(agilent 1200 series)进行测定。

　　1.5  统计分析

　　研究结果都采用spss统计软件进行统计分析［10］。

　　2   结果

    各检测结果见表1。从表1中可见，各土壤类型的青蒿素含量和微生物数量都有所不同。表1  不同土壤类型在各个时期内微生物数量与青蒿素含量的变化（略）

　　2.1  土壤类型与青蒿素含量的关系

　　在3种土壤类型中，粘土的青蒿素含量为1.32%，其含量最高并且与壤土1.13%的含量差异达极显著，砂土的含量最少并且与壤土的青蒿素含量差异达极显著。统计分析结果表明，青蒿素含量与土壤类型之间存在极显著的正相关关系（r=0.971，p<0.01），即含粘土成分越高，青蒿素含量越高；而含砂土成分越高，青蒿素含量越低。

　　2.2   各土壤类型在青蒿的不同生长阶段与微生物数量的关系

　　2.2.1  粘土的微生物数量变化

　　在3种土壤类型中，粘土的微生物数量，无论是细菌、真菌还是放线菌在青蒿的整个研究阶段都最多并且分别与砂土和壤土各自微生物数量的差异达极显著。其中细菌数量在逐渐减少；放线菌数量在逐渐增加；真菌数量虽然先减少后增加，但总的趋势是在减少。细菌数量从定植前每克土壤103.0×103个减少到采收期50.0×103个，表明青蒿的定植生长抑制了细菌的繁殖。青蒿在抑制细菌生长的同时促进了放线菌数量的增加，其数量从定植前每克土壤3.0×103个增加到采收期50.0×103个。真菌从定植前每克土壤30.0×103个下降到1.0×103个，然后又增加到采收期10.0×103个。

　　2.2.2  壤土的微生物数量变化

　　壤土中的细菌数量在整个研究阶段都多于真菌和放线菌并呈上升趋势，其数量从定植前每克土壤3.67×103个增加到8.4×103个左右并在青蒿分裂期和采收期都保持在相近的数量水平，表明青蒿在壤土的定植生长有利于细菌的繁殖并能很快达到稳定的水平。真菌和放线菌数量在整个研究阶段都呈下降趋势，真菌从种植前每克土壤1.33×103个下降到采收期0.35×103个，而放线菌从种植前每克土壤2.0×103个下降到采收期0.2×103个，表明青蒿在壤土的定植抑制了真菌和放线菌的生长。

　　2.2.3  砂土的微生物数量变化

　　砂土中的细菌数量在整个研究阶段都多于真菌和放线菌并呈下降趋势，其数量从种植前每克土壤50.0×103个下降到1.3×103个。真菌数量同粘土中的真菌数量变化一样，都是先减少后增加，但总的趋势是在减少，其数量从每克土壤1.0×103个下降到0.2×103个，之后又增加到0.4×103个。砂土在青蒿定植前不利于放线菌的生长，定植后可能由于青蒿大量的代谢产物促进了放线菌的繁殖，使得其数量从0增加到0.2×103个，但可能由于砂土自身不能保水保肥的原因，放线菌最终也只能上升到此时的数量水平而无法继续提高。

　　2.2.4  青蒿素含量与微生物数量的关系

　　青蒿素含量最高的粘土内细菌、真菌和放线菌数量无论是在取样的任何时期都比同期的壤土和砂土所含的微生物数量高，并且各时期的细菌数量多于放线菌数量，而真菌数量最少。其中细菌数量最高可达每克土壤103.0×103个，真菌数量最少低至每克土壤1.0×103个。青蒿素含量最少的砂土内放线菌数量最少，最少时为0，而最多时每克土壤也仅为0.2×103个。青蒿素含量居中的壤土内放线菌数量和真菌数量相当而少于细菌数量。统计分析结果表明，青蒿素含量与细菌、真菌和放线菌数量之间存在极显著的正相关关系（r=0.581，p<0.01），即青蒿素含量越高，土壤内放线菌数量越高而细菌数量越少。

　　3  结论

　　不同的土壤类型其物理特性存在很大的差别，正因为这些差别导致了土壤内微生物在种类和数量上的不同，当在这些土壤基础上再种植青蒿时，由于青蒿自身的代谢产物又干扰了土壤内微生物种群和数量的平衡，同时这些微生物又影响青蒿的生长和其有效成分青蒿素的合成，最终就表现出特有的微生物变化规律和不同的青蒿生长发育过程。本研究结果表明，在砂土、壤土和粘土上种植青蒿时，粘土的青蒿素含量最高，并且在上述3种土壤类型中，细菌数量都最多并且在整个研究阶段都呈下降趋势；真菌数量的变化虽然在粘土和砂土中有所波动，但总的看来在3种土壤中的变化都呈下降趋势；放线菌的变化差异较为明显，粘土中的放线菌数量呈上升趋势，砂土中的放线菌数量上升后又趋于平稳，壤土中的放线菌数量呈下降趋势。
   
　　综合上述土壤类型、微生物数量与青蒿素含量的关系可以发现，种植青蒿时，选择粘土比选择壤土和砂土更有利于青蒿素含量的提高；向粘土内增加放线菌数量的同时减少细菌和真菌的数量更有利于青蒿素的合成。而增加壤土细菌数量的同时减少真菌和放线菌的数量以及减少砂土中细菌和真菌数量的同时有限地增加放线菌数量都不利于青蒿素含量的提高。
   
　　所以如果要提高青蒿素的含量，可以通过选择土壤类型和调整土壤内放线菌、细菌和真菌的种类和数量来达到最终目的。由于本研究仅对3种土壤微生物进行了定性研究，对于具体的细菌、真菌和放线菌的种类以及所要调整的微生物量有待于进一步研究。

【参考文献】
  ［1］zhang sx， gao zq. continuous cropping bastacle and rhizosphere microecology ⅱ. root exudates and phenolic acids［j］. chinese journal of applied ecology， 2000， 11(1) : 52.

　　［2］zhang sx， gao zq， liu hl. continuous cropping bastacle and rhizosphere microecology ⅲ. soil phenolic acid and their biological efect［j］. chinese journal of applied ecology，2000，11(5) : 741.

　　［3］王超，吴凡，刘训理，等. 不同肥力条件下烟草根际微生物的初步研究［j］. 中国烟草科学，2005，2：12.

　　［4］田永辉. 不同基因型茶树根际微生物动态及根际效应［j］. 贵州茶叶， 2000， 1:35.

　　［5］李志洪，王淑华，高 强，等. zn和abt对玉米根系生长及根际磷酸酶活性和ph的影响［j］ . 植物营养与肥料学报，2004，10(2) : 156.

　　［6］中国中医药信息杂志通讯员. 世界卫生组织呼吁中国增加青蒿素产量［j］ .中国中医药信息杂志， 2005，12(8): 110.

　　［7］韦霄，李锋. 不同栽培措施对黄花蒿产量和青蒿素含量的影响［j］. 广西科学院学报，1999，15(3) : 132.