Rhizosphere Exudate-mediated Synergistic Harm of Soil Microorganisms to Medicinal Plants in Continuous Cropping

JU Jidong; FU Xinyu; JIAO Huanran; MENG Yuan; LU Heng; WANG Xiao; GUO Lanping; LIU Wei

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20221317

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Rhizosphere Exudate-mediated Synergistic Harm of Soil Microorganisms to Medicinal Plants in Continuous Cropping

更新时间：2022-11-17

- Rhizosphere Exudate-mediated Synergistic Harm of Soil Microorganisms to Medicinal Plants in Continuous Cropping
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 28, Issue 20, Pages: 92-99(2022)
- 作者机构：
  
  1.山东中医药大学，济南 250355
  2.齐鲁工业大学（山东省科学院）/山东省分析测试中心，济南 250014
  3.中国中医科学院中药资源中心，北京 100700
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20221317
  CLC： R284.2;R289;R22;R2-031;R33
- Received：15 June 2022，
  
  Published Online：16 August 2022，
  
  Published：20 October 2022
- 稿件说明：
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鞠吉东,付心雨,焦焕然等.根际分泌物介导土壤微生物协同致害连作药用植物的分析与探讨[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(20):92-99.

JU Jidong,FU Xinyu,JIAO Huanran,et al.Rhizosphere Exudate-mediated Synergistic Harm of Soil Microorganisms to Medicinal Plants in Continuous Cropping[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(20):92-99.
鞠吉东,付心雨,焦焕然等.根际分泌物介导土壤微生物协同致害连作药用植物的分析与探讨[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(20):92-99. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20221317.

JU Jidong,FU Xinyu,JIAO Huanran,et al.Rhizosphere Exudate-mediated Synergistic Harm of Soil Microorganisms to Medicinal Plants in Continuous Cropping[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(20):92-99. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20221317.

摘要

连作障碍是药用植物栽培过程中的瓶颈，严重影响药材的品质与产量。对于连作障碍的形成机制从20世纪70年代的土壤理化性质和化感作用逐渐深入到目前的根际微环境变化及植物响应机制研究。该文结合领域内研究及作者所在团队的相关工作与思考，系统分析了连作条件下药用植物根际分泌物介导土壤微生物群落重构的机制，即根际分泌物通过提供微生物生长所摄取的碳源和能量，作为诱导剂或驱避剂等信号物质刺激、诱导微生物生长或转移，改变根际土壤酸度等理化性质影响根际微生物群落重塑；全面探讨了根际分泌物与土壤微生物协同致害连作药用植物的方式和途径，即根际分泌物介导病原微生物侵染根际并增加下茬植物的易感性、抑制宿主植物防御并保障病原菌抢占优势生态位，二者协同互作导致根际病原菌释放更多真菌毒素等致病因子、根际化感物质的毒性增强及土壤理化性质劣变；总结了根际分泌物与土壤微生物的互作在连作障碍形成过程中的重要作用，以期为揭示药用植物连作障碍的形成机制提供新的研究思路，为连作障碍的克服与消减提供理论支撑。

Abstract

Continuous cropping obstacle is the bottleneck of medicinal plant cultivation

which seriously affects the quality and yield of medicinal materials. The research on the mechanism of continuous cropping obstacle has evolved from soil physical and chemical properties and allelopathy in the 1970s to the changes of rhizosphere microenvironment and plant response mechanism at present. According to the available studies in this field and our previous research work

we systematically analyzed the mechanism of rhizosphere exudate-mediated microbial community reconstruction in the soil of the medicinal plants in continuous cropping. Specifically

rhizosphere exudates

providing the carbon source and energy for microbial growth

act as inducers or repellents to induce microbial growth or transfer

thereby changing the physicochemical properties (such as acidity) of rhizosphere soil and further altering the structure of rhizosphere microbial community. Further

we comprehensively discussed the ways of synergism between rhizosphere exudates and soil microorganisms in causing harm to the medicinal plants in continuous cropping. That is

rhizosphere exudates mediate the infection of the rhizosphere by pathogenic microorganisms

increase the susceptibility of the nearby plants

inhibit the defense of the host plants

and protect the pathogens to occupy the dominant niche. The synergistic interaction results in the release of more pathogenic factors such as mycotoxins by rhizosphere pathogens

enhanced toxicity of rhizosphere allelochemicals

and deterioration of soil physical and chemical properties. This paper summarizes the role of interaction between rhizosphere exudates and soil microorganisms in the formation of continuous cropping obstacles

aiming to provide a new research idea for revealing the formation mechanism as well as the theoretical support for overcoming continuous cropping obstacles of medicinal plants.

关键词

Keywords

references

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