蔣待泉 王紅陽 李錟 康傳志 郭秀芝 張燕 王升 郭蘭萍

摘要 蒼術(shù)的生態(tài)適宜性分析顯示，生長在其道地產(chǎn)區(qū)茅山的蒼術(shù)同時受到高溫、高濕、營養(yǎng)缺乏等多種環(huán)境脅迫的作用;表明適度的環(huán)境脅迫作用可以促進(jìn)蒼術(shù)生長發(fā)育及次生代謝產(chǎn)物的積累，但過度的環(huán)境脅迫也會造成蒼術(shù)根莖生物量下降、生長發(fā)育受抑制等不良影響?，F(xiàn)綜述了生物及非生物環(huán)境脅迫對藥用植物蒼術(shù)的形態(tài)建成、生理影響及次生代謝產(chǎn)物積累等方面的研究現(xiàn)狀，旨在幫助人們了解藥用植物蒼術(shù)的抗逆生理機(jī)制及次生代謝產(chǎn)物積累的逆境機(jī)制，并為蒼術(shù)的生態(tài)種植實施奠定理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 蒼術(shù);環(huán)境脅迫;次生代謝產(chǎn)物;抗逆性

Research Progress of the Effects of Environmental Stress on Medical Plant Atractylodes Lancea

Jiang Daiquan1， Wang Hongyang1，2， Li Tan1，3， Kang Chuanzhi1， Guo Xiuzhi1， Zhang Yan1， Wang Sheng1， Guo Lanping1

（1 State Key Laboratory Breeding Base of Dao-di Herbs， National Resource Center for Chinese Materia Medica， China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100700，China; 2 School of Triditional Chinese medicine，Hubei Pharmaceutical University，Wuhan 430065，China; 3 School of Triditional Chinese medicine，Guangdong Pharmaceutical University，Guangzhou 510006，China）

Abstract The analysis of the ecological suitability of Atractylodes Lancea showed that Atractylodes Lancea growing in its native area was subjected to multiple environmental stresses such as high temperature，high humidity，and nutrient deficiencies; indicating that moderate environmental stress can promote the development and secondary metabolites accumulation of Atractylodes Lancea，but excessive environmental stress will also cause adverse effects such as reduction in biomass of Atractylodes Lancea and inhibition of growth and development.The current research status of biotic and abiotic environmental stresses on the morphological establishment，physiological effects and secondary metabolite accumulation of medicinal plants Atractylodes Lancea was reviewed in order to help people understand the stress resistance physiological mechanism and secondary metabolism product accumulation，which laid a theoretical foundation for the ecological cultivation of Atractylodes Lancea.

Key Words Atractylodes Lancea; Environmental stresses; Secondary metabolites; Stress resistance

中圖分類號：[R282.2]文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2019.11.002

蒼術(shù)[Atractylodes lancea（Thunb）DC.]為菊科蒼術(shù)屬多年生草本植物，以干燥的根莖入藥，具有燥濕健脾、祛風(fēng)散寒、明目之功效。主治脘腹脹滿、泄瀉、水腫、風(fēng)濕痹痛、風(fēng)寒感冒等，是中醫(yī)臨床常用中藥之一[1]。蒼術(shù)的生態(tài)適宜性區(qū)劃分析結(jié)果表明[2]，在其道地產(chǎn)區(qū)茅山的生長同時受到多種環(huán)境脅迫的作用。植物的環(huán)境脅迫因素包括生物及非生物脅迫2大類，其中非生物脅迫又分為物理和化學(xué)2個方面，物理脅迫主要有溫度脅迫、水分脅迫、光強(qiáng)脅迫、UV-B輻射脅迫等，化學(xué)脅迫主要有鹽堿脅迫、重金屬脅迫、營養(yǎng)脅迫等，而生物脅迫則多集中于微生物及病蟲害等。

近年來，由于生境破壞，加上茅蒼術(shù)結(jié)實率低、根莖生長緩慢，野生蒼術(shù)資源己趨枯竭，此外，蒼術(shù)人工栽培易發(fā)生病害、存在連作障礙等問題，栽培蒼術(shù)中活性成分的含量和多樣性均低于野生[3]。所以要深入了解蒼術(shù)適宜的生境及其品質(zhì)形成的環(huán)境機(jī)制，為蒼術(shù)的“擬境栽培”提供技術(shù)支持。郭蘭萍[4]指出中藥材品質(zhì)的形成具有“逆境效應(yīng)”，即適度的環(huán)境脅迫作用可以促進(jìn)藥用植物次生代謝產(chǎn)物的積累，國內(nèi)許多科研工作者對蒼術(shù)響應(yīng)環(huán)境脅迫展開了諸多研究工作，表1列舉了各種不同的環(huán)境下對蒼術(shù)次生代謝產(chǎn)物最有利的條件?，F(xiàn)綜述環(huán)境脅迫對藥用植物蒼術(shù)的形態(tài)建成、生理影響及次生代謝產(chǎn)物積累等方面的研究現(xiàn)狀，探討環(huán)境脅迫對藥用植物蒼術(shù)次生代謝產(chǎn)物積累及優(yōu)良性狀形成的影響，為蒼術(shù)逆境生理及機(jī)制研究奠定理論基礎(chǔ)。

1 非生物脅迫

1.1 溫度脅迫 高溫影響細(xì)胞膜流動、蛋白質(zhì)及酶的活性等，導(dǎo)致活性氧等有害物質(zhì)積累無法及時清除，從而抑制光合作用及代謝，進(jìn)而導(dǎo)致葉片萎蔫，阻礙根、莖的生長及植物正常生長發(fā)育，甚至?xí)斐芍仓晁劳鯷5]。資源調(diào)查結(jié)果顯示，蒼術(shù)廣泛分布于茅山以北的廣大地區(qū)，長江中下游北亞熱帶地區(qū)是蒼術(shù)正常生長發(fā)育的最南邊，同時結(jié)合栽培實驗，最高溫度達(dá)30 ℃就會出現(xiàn)死苗的現(xiàn)象，可見高溫是影響蒼術(shù)生長發(fā)育的生態(tài)限制因子。對蒼術(shù)主產(chǎn)地的氣候分析結(jié)果表明，江蘇句容市、湖北英山縣和羅田縣、河南信陽市等地夏季頻繁出現(xiàn)高溫等異常氣候[6]。而高溫正是限制蒼術(shù)生長發(fā)育的生態(tài)因子之一，同時也是影響蒼術(shù)揮發(fā)油積累的主要氣象因子[2]，對其生長及品質(zhì)影響較大。在植物抵抗脅迫的過程中，會通過誘導(dǎo)其體內(nèi)的抗氧化酶系統(tǒng)，如超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）、過氧化物酶（Peroxidase，POD）、過氧化氫酶（Catalase，CAT），清除活性氧以維持自身的正常代謝。李孟洋等[6]對英山、羅田、信陽、句容4個地區(qū)的蒼術(shù)進(jìn)行高溫脅迫實驗結(jié)果表明，在短期內(nèi)隨著高溫脅迫時間的延長，不同產(chǎn)地蒼術(shù)葉片抗氧化酶指標(biāo)，如SOD、POD、CAT活性及丙二醛（Malondialdehyde，MDA）、游離脯氨酸（Proline，Pro）等含量均隨脅迫時間的延長呈上升趨勢，其中英山地區(qū)的蒼術(shù)抗高溫能力相對較強(qiáng)，能更有效的清除活性氧，減少熱損傷。大量研究表明，植物光合作用中心是高溫脅迫的主要作用位點[7]。李孟洋等[8]對40 ℃高溫脅迫下蒼術(shù)光合能力進(jìn)行研究，結(jié)果顯示不同產(chǎn)地茅蒼術(shù)葉片的各光合特性指標(biāo)及葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)各參數(shù)均呈下降趨勢，且各指標(biāo)均與脅迫時間呈負(fù)相關(guān)，表明在高溫下蒼術(shù)葉片對光能的利用受到了顯著的抑制。此外，曾燕等[9]研究表明高溫也可以誘導(dǎo)蒼術(shù)次生代謝產(chǎn)物積累，在35 ℃長期高溫脅迫的處理下，總揮發(fā)油含量顯著高于對照組。該結(jié)果也證實了高溫不僅是蒼術(shù)的生長限制因子，同時也是影響蒼術(shù)揮發(fā)油積累的主要氣象因子。侯皓然等[10]通過比較不同溫度處理下種子的萌發(fā)結(jié)果表明，20～25 ℃是蒼術(shù)種子萌發(fā)最適宜的溫度，而溫度過低或過高都會導(dǎo)致發(fā)芽率的下降。

1.2 水分脅迫

1.2.1 干旱脅迫 干旱脅迫主要是因為土壤水分供應(yīng)不足，從而使植物葉片相對含水量及水勢降低，且使氣孔開度降低從而影響呼吸作用、光合作用和正常生長發(fā)育。蒼術(shù)在我國分布廣泛，分布地帶氣候類型基本相同，但年降水量差別較大，內(nèi)蒙古等西部地區(qū)的年降雨量不足100 mm[11]。蒼術(shù)喜涼爽干燥氣候，但水分的缺失也會影響蒼術(shù)的生長發(fā)育。顧永華等[12]通過控制不同生長時期的土壤含水量，研究蒼術(shù)對水分脅迫的適應(yīng)，結(jié)果表明在營養(yǎng)生長期及生殖生長期對水分脅迫較為敏感，干旱會使蒼術(shù)根莖的生長量及揮發(fā)油含量顯著下降。所以在蒼術(shù)種植過程中，在這2個時期應(yīng)保證良好的水分供應(yīng)，避免干旱或者澇漬。但也有研究表明蒼術(shù)種子具有一定的抗旱性，適度的干旱更有利于蒼術(shù)種子的萌發(fā)[13]。當(dāng)蒼術(shù)受到干旱脅迫時，會通過一系列的生理生化機(jī)制來抵御脅迫的侵害。周潔等[14]通過聚乙二醇（PEG 6000）模擬干旱的方法，研究了對不同程度干旱脅迫對蒼術(shù)幼苗生理特性的影響，結(jié)果表明MDA、可溶性蛋白隨著脅迫時間的延長有上升趨勢，SOD、POD、CAT、APX活性均表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。暗示干旱脅迫下蒼術(shù)幼苗可通過提高可溶性蛋白等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量來降低水勢以適應(yīng)干旱脅迫;增強(qiáng)抗氧化酶活性，使之相互協(xié)調(diào)以提高抗氧化能力從而減輕干旱脅迫傷害。

1.2.2 水澇脅迫 水澇脅迫對植物的影響主要在于，植物的大量礦質(zhì)元素及重要的中間產(chǎn)物淋溶丟失，以及根系缺氧，無氧呼吸產(chǎn)生的大量有毒物質(zhì)[15]。蒼術(shù)多生于排水良好的山坡或路旁[16]。而在蒼術(shù)的道地產(chǎn)區(qū)茅山具有雨量充足的特點，同時水分也是影響蒼術(shù)揮發(fā)油含量的重要生態(tài)主導(dǎo)因子之一[2]。在營養(yǎng)生長期及全生長期進(jìn)行澇漬脅迫可使根莖生長量增加，但是存活率顯著降低。在生殖生長期，澇漬會導(dǎo)致蒼術(shù)根莖生長量及次生代謝產(chǎn)物顯著下降，而果后期適當(dāng)?shù)臐碀n脅迫可以提升蒼術(shù)根莖的生長量及次生代謝產(chǎn)物含量，且不會影響存活率[12]。為了抵御水淹脅迫下活性氧的毒害，植物的抗氧化系統(tǒng)起到了關(guān)鍵的作用。李孟洋[16]進(jìn)行蒼術(shù)的水淹脅迫研究表明，SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性呈先上升后下降的趨勢，Pro作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量持續(xù)上升。水淹脅迫對蒼術(shù)光合作用也有影響，水淹脅迫后蒼術(shù)Pn、Gs、Ci、Tr等光合參數(shù)顯著下降，PSⅡ光合中心的活性降低。并通過TOPSIS算法綜合以上結(jié)果得出蒼術(shù)植株耐澇性順序為句容>英山>信陽。

1.3 光照脅迫 光強(qiáng)是植物生長所必需的，在植物生長發(fā)育及代謝中起到重要作用[17]。蒼術(shù)適宜生長在丘陵山區(qū)的半陰半陽荒坡地[18]。全光照強(qiáng)度并不是蒼術(shù)根莖生物量增加及揮發(fā)油積累的最佳條件，光照強(qiáng)度的變化導(dǎo)致蒼術(shù)根莖及揮發(fā)油含量的變化。如顧永華等[19]研究表明，有利于蒼術(shù)根莖生長的光照強(qiáng)度也有利于根莖中揮發(fā)油的積累，適度遮陰的條件下，蒼術(shù)根莖生長量及揮發(fā)油含量增加。但當(dāng)光強(qiáng)繼續(xù)降低時，蒼術(shù)根莖生物量急劇下降，而蒼術(shù)中主要揮發(fā)油成分蒼術(shù)醇及β-桉葉醇含量卻有回升，表明蒼術(shù)揮發(fā)油對光照的脅迫有一定響應(yīng)。此外，光照會抑制蒼術(shù)種子胚根的生長，但對蒼術(shù)種子萌發(fā)無較大影響[10]。光質(zhì)對植物次生代謝產(chǎn)物的種類與含量有明顯影響。蒼術(shù)在野外多生于林下，上層林木對陽光進(jìn)行吸收、反射，導(dǎo)致光質(zhì)比例發(fā)生改變，光質(zhì)比例決定了植物組織中光敏色素的平衡，進(jìn)而影響植物的生長發(fā)育。李強(qiáng)等[20]將蒼術(shù)在不同光質(zhì)比例下培養(yǎng)結(jié)果表明，紅藍(lán)（9∶1）最適合蒼術(shù)的生長發(fā)育及次生代謝產(chǎn)物積累。

1.4 pH值脅迫 蒼術(shù)主產(chǎn)區(qū)土壤pH值分析表明，土壤均偏酸性，且其道地產(chǎn)區(qū)茅山的土壤pH值最低平均值為5.3[2]。侯浩然等[10]不同pH值實驗結(jié)果表明，茅蒼術(shù)種子適宜在偏酸性的環(huán)境下萌發(fā)，pH值為5～6時種子有較高的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)。酸雨可改變植物體內(nèi)防御活性氧傷害的有關(guān)酶類的活性，導(dǎo)致活性氧代謝失衡，從而對植物的正常生理功能產(chǎn)生影響。張文明等[21-22]模擬不同pH值酸雨處理茅蒼術(shù)的研究結(jié)果表明，茅蒼術(shù)對低pH值環(huán)境存在一定的耐受性，在脅迫初期光合參數(shù)指標(biāo)及MDA、Pro、SOD、CAT、POD均呈先上升趨勢，能夠通過提高抗氧化酶活性、調(diào)節(jié)滲透壓等手段來減輕酸雨的侵害。但隨著酸雨pH值的進(jìn)一步降低且脅迫時間的延長抗氧化酶活性受到抑制，嚴(yán)重破壞PSⅡ反應(yīng)中心，影響正常的生長發(fā)育。此外，袁媛等[23]研究了低pH值對蒼術(shù)內(nèi)源激素和生長發(fā)育的影響，結(jié)果顯示低pH值可以提高蒼術(shù)根中β-桉葉醇含量，抑制了主根的生長，但根毛的密度和全根干重顯著高于對照，低pH值處理下蒼術(shù)根中脫落酸（Abscisic Acid，ABA）、生長素（Auxin，IAA）、赤霉素（Gibberellin，GA）、玉米素（Zeatin，ZR）等激素含量顯著高于對照組，但隨著生長時間的延長激素含量呈下降趨勢。且IAA參與了低pH值對根毛密度的影響。但也有研究表明，通過添加適量的石灰中和土壤酸堿度的方法，可以緩解蒼術(shù)的自毒作用和連作障礙，進(jìn)而對蒼術(shù)的生長發(fā)育及揮發(fā)性成分起到促進(jìn)作用[24]。

1.5 重金屬脅迫 重金屬元素包括必需元素和一些非必需元素，其含量超過植物承受范圍就會產(chǎn)生脅迫作用。植物體內(nèi)的重金屬離子可能與葉綠素合成的幾種酶的肽鏈中富含-SH的部分結(jié)合，抑制了酶活性從而阻礙了葉綠素的合成，進(jìn)而抑制植物正常生長發(fā)育[25]。道地產(chǎn)區(qū)的茅蒼術(shù)中汞、砷、鉛、鍶、鋅、硒等有害元素的含量均高于非道地茅蒼術(shù)[2]。銅作為一種常見的重金屬元素同時是植物體生長發(fā)育不可或缺的營養(yǎng)元素之一，它也是植物體內(nèi)多種酶和蛋白質(zhì)的重要組成部分，參與了多種生物功能，但銅元素的過量也會抑制或破壞酶系統(tǒng)，對植物帶來毒害作用，進(jìn)而影響植物正常的生長狀態(tài)[26]。陸奇杰[27]等研究表明，低濃度的銅離子脅迫對蒼術(shù)生長發(fā)育有促進(jìn)作用，當(dāng)銅離子濃度超過100 mg/kg時，隨著銅離子濃度的增加茅蒼術(shù)光合速率顯著下降，活性氧含量積累增加，3種抗氧化酶活性升高，同時膜脂過氧化程度升高與細(xì)胞膜透性的增強(qiáng)使丙二醛和脯氨酸含量上升，對植物體造成一系列的迫害作用，影響茅蒼術(shù)正常的生長發(fā)育。此外，該實驗還表明銅脅迫下首先影響了茅蒼術(shù)體內(nèi)關(guān)鍵酶基因HMGR、FPPS的表達(dá)量，進(jìn)而影響藥效成分的合成積累，且其表達(dá)量與3種藥效成分的含量呈顯著的正相關(guān)[28]。此外，如Cd、Hg、Pb等重金屬離子也會對蒼術(shù)的生理狀態(tài)造成影響，在濃度較低時，茅蒼術(shù)體現(xiàn)出一定的耐受性，通過自身防御系統(tǒng)抵御了脅迫的侵害，茅蒼術(shù)可通過提高抗氧化酶活性及增加MDA和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量以緩解脅迫抑制，清除重金屬離子脅迫帶來的活性氧等有害物質(zhì)對自身的損害;但當(dāng)重金屬離子濃度較高時，超出了蒼術(shù)所能承受的閾值，3個抗氧化酶活性下降，正常的代謝機(jī)制失調(diào)，嚴(yán)重抑制植株生長，生物量下降。重金屬脅迫還會抑制蒼術(shù)的光合作用，破壞葉綠體的結(jié)構(gòu)，抑制葉片的光合色素的合成[29-31]。

1.6 營養(yǎng)脅迫 植物因缺乏營養(yǎng)元素會嚴(yán)重影響其生長速度和產(chǎn)量[32]。茅山蒼術(shù)在生長發(fā)育過程中受到了較嚴(yán)重的養(yǎng)分缺乏脅迫，羅田栽培的蒼術(shù)生長不良的原因之一可能是土壤氮素和有機(jī)質(zhì)的缺乏。如郭蘭萍等[33]研究表明茅山地區(qū)鈣低于其他產(chǎn)區(qū)土壤的3.8倍，其對鈣的富集作用是其他地區(qū)的4.3倍，茅蒼術(shù)更主要是通過選擇性吸收調(diào)控藥材中無機(jī)元素的含量。栽培藥用植物普遍存在“連作障礙”的問題，導(dǎo)致植株產(chǎn)量和品質(zhì)顯著下降。土壤全氮、堿解氮、有效磷、有效鉀、有機(jī)質(zhì)及pH值含量6項指標(biāo)茅山地區(qū)均最低，表明土壤酸化。植物在受到營養(yǎng)脅迫下最明顯的的變化就是簇生根的形成，且植物可通過根系形態(tài)和生理生化適應(yīng)性變化機(jī)制來調(diào)節(jié)自身活化和吸收養(yǎng)分強(qiáng)度[34]。如顧永華等[35]研究表明在營養(yǎng)匱乏的條件下會大量生根，在40%的營養(yǎng)液濃度最有利于茅蒼術(shù)的生長發(fā)育。部分元素（如鈣、硫、銅、鐵、硼、錳、鉬等）單個虧缺時，其他的元素能部分或全部補(bǔ)充和替代這種虧缺元素的功能，從而使茅蒼術(shù)表現(xiàn)出正常的反應(yīng)，揮發(fā)油成分因此沒有出現(xiàn)應(yīng)急性的變化。周潔[36]的研究表明，與正常組比較低鉀脅迫后茅蒼術(shù)植株生長發(fā)育都受到了顯著的抑制，揮發(fā)油主要成分蒼術(shù)醇、β-桉葉醇含量顯著降低，但適度的低鉀脅迫致使揮發(fā)油含量較大的組分?jǐn)?shù)目增多，這也解釋了茅蒼術(shù)蒼術(shù)醇和β-桉葉醇含量較低但質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大的組分?jǐn)?shù)目多與蒼術(shù)道地產(chǎn)區(qū)土壤嚴(yán)重缺鉀的相關(guān)性。氮是植物生長發(fā)育的必需元素，氮肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中促產(chǎn)增收最重要的肥料，但是氮素的過量攝入也會對植物造成嚴(yán)重傷害。有研究表明11 g/m2是茅蒼術(shù)生長發(fā)育較適合的氮濃度，而較低或較高處理濃度會影響植物的光合作用，使活性氧積累變多，加速細(xì)胞膜脂過氧化作用，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)受到損傷，從而影響茅蒼術(shù)植株正常的生長[37]。楊燕燕[38]實驗表明，合理的N、P、K肥配比，既能節(jié)省肥料，又能促進(jìn)茅蒼術(shù)的生長發(fā)育。凈光合速率高于對照2.4倍。篩選出了最佳的N、P、K肥料配比，N 10 kg/667 m2;P2O5 10 kg/667 m2;K2O 10 kg/667 m2，在該配比下，茅蒼術(shù)具有最高的凈光合速率、根莖中可溶性糖、可溶性蛋白、醚浸出物、蒼術(shù)素含量。蒼術(shù)不同部位的含氮量與施鉀量呈正相關(guān)。趙少丹[39]的顯示了類似的結(jié)果，隨著氮肥含量的增加蒼術(shù)素及β-桉葉醇含量上升。鄭金雙[40]的研究表明低濃度（1 g/L）NaCl溶液處理對北蒼術(shù)種子萌發(fā)起到促進(jìn)作用，但NaCl溶液濃度繼續(xù)增加便對種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均起到抑制作用，侯浩然等[10]的研究也顯示了類似的結(jié)果。由此可見，優(yōu)選出最適宜蒼術(shù)生長及次生代謝產(chǎn)物積累的營養(yǎng)濃度及配比，可以有效提高蒼術(shù)的藥效品質(zhì)并節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。

2 生物脅迫

次生代謝產(chǎn)物的生態(tài)學(xué)功能通常是抗病、抗蟲[41]。各種脅迫因子致使植物產(chǎn)生和累積的次生代謝產(chǎn)物通常稱為植保素（Phytoalexin），植保素是植物受病原微生物或非病原微生物以及其他因素刺激，而在受感染或受刺激的部位及其周圍產(chǎn)生和積累的具有抗菌活性的低分子量化合物，是植物受病原菌侵染后防衛(wèi)反應(yīng)在生化上的重要表現(xiàn)[42]。王宇等[43]研究表明蒼術(shù)揮發(fā)油對小克銀漢霉屬（Cunninghamella sp.）菌株AL14、菌株AL10、鐮刀菌屬（Fusarium sp.）菌株AL11 3種內(nèi)生真菌有抑制作用，對膠紅酵母（Rhodotorual glutinis）、水霉（Saprolegnia sp.）、綠色木霉（Trichoderma viride）、黑曲霉（Aspergillus niger）等致病菌有很強(qiáng)的抑菌活性，表明茅蒼術(shù)揮發(fā)油及組分對內(nèi)生真菌生長有限制作用。但是內(nèi)生真菌也會以獨特的方式與蒼術(shù)建立平衡狀態(tài)，王宇和李蕾等[44-45]實驗均表明茅蒼術(shù)內(nèi)生真菌可以以揮發(fā)油為唯一碳源并選擇性降低β-桉葉醇和茅術(shù)醇相對含量，增加蒼術(shù)酮和蒼術(shù)素相對含量，該結(jié)果顯示蒼術(shù)酮和蒼術(shù)素可能是宿主植物與內(nèi)生真菌建立拮抗平衡的關(guān)鍵物質(zhì)。近年來，微生物因素，尤其是植物內(nèi)生菌對藥材活性成分積累的促進(jìn)作用得到大量研究的證實[46]，任承剛等[47]研究表明對宿主茅蒼術(shù)揮發(fā)油積累起主要促進(jìn)作用的成分為內(nèi)生菌孢外多糖;王笑咪，周佳宇，任承剛等[47-49]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)生真菌、細(xì)菌可以通過ABA、水楊酸（Salicylic Acid，SA）、IAA、茉莉酸（Jasmonic Acid，JA）等依賴的途徑促進(jìn)宿主茅蒼術(shù)揮發(fā)油的積累，它們可以啟動蒼術(shù)體內(nèi)催化代謝的蛋白，占所有鑒定差異表達(dá)蛋白數(shù)目的63.5%，而屬于刺激響應(yīng)類蛋白只有3.8%。

此外，內(nèi)生菌可以促進(jìn)蒼術(shù)植株生長，提高光合能力、防御酶活性，提升植株抗性。王宇等[44]通過建立內(nèi)生真菌孔球抱霉Gilmaniella sp.及其真菌誘導(dǎo)子與茅蒼術(shù)無菌苗的共生體系結(jié)果顯示，接種了真菌后抗性相關(guān)酶PAL、PPO酶及抗氧化酶POD酶活性上升，防御水解酶系幾丁質(zhì)酶及β-1，3-葡聚糖酶活性上升，內(nèi)生真菌的定殖能夠提高宿主植株光合速率，增加葉片中葉綠素及可溶性糖含量。楊騰等[50]實驗表明接種內(nèi)生真菌直立枝頂抱Acremonium strictum（AL16）在中度干旱條件下，提高葉片可溶性糖、蛋白、脯氨酸含量及3種抗氧化酶活力;減輕脂質(zhì)過氧化程度;提高根部和葉部脫落酸的含量;增加根冠比來幫助宿主應(yīng)對干旱脅迫。

叢枝根菌（Abruscular myconhizal，AM）是一類在自然界中真菌與植物根系形成共生體。AM真菌能夠通過菌絲更為有效地獲取宿主植物根際的礦質(zhì)元素，促進(jìn)植物對土壤水分的吸收，促進(jìn)植物生長發(fā)育，提高植物抗逆性[51]。近年的研究發(fā)現(xiàn)接種AM真菌可以促進(jìn)蒼術(shù)根系對土壤養(yǎng)分的吸收，提高蒼術(shù)根際土壤微生物的功能多樣性及代謝活性，影響蒼術(shù)根際區(qū)有機(jī)質(zhì)組成，從而顯著促進(jìn)蒼術(shù)的營養(yǎng)生長，提高產(chǎn)量[52]。梁雪飛等[53]研究了3種AM真菌對蒼術(shù)組培苗的影響結(jié)果表明，菌株對蒼術(shù)組培苗的株高、根長、葉片數(shù)均有提升，且提升了相關(guān)抗病酶PAL、PPO、β-1，3-葡聚糖酶及抗氧化酶的活性和葉綠素含量，并能促進(jìn)蒼術(shù)苗中3種主要成分蒼術(shù)醇、蒼術(shù)素、β-桉葉醇的積累，且Glomus mosseae BGC AM0045（A3）對蒼術(shù)促進(jìn)生長和生產(chǎn)作用最明顯。AM真菌還可以提升蒼術(shù)的抗脅迫能力，張霽等[54-55]研究表明AM真菌可以促進(jìn)蒼術(shù)在高溫、干旱脅迫下快速修復(fù)細(xì)胞膜，提升抗氧化酶活性，進(jìn)而提高抗逆性，促進(jìn)蒼術(shù)植株生長，表明AM真菌在蒼術(shù)栽培中有良好的應(yīng)用前景。

3 小結(jié)

環(huán)境脅迫對藥用植物蒼術(shù)造成影響最直觀的反應(yīng)表現(xiàn)在生長發(fā)育和表觀形態(tài)上，如葉片萎黃、葉片數(shù)及根莖生物量下降等;在遭遇環(huán)境脅迫時，蒼術(shù)通過激活抗氧化酶系統(tǒng)、調(diào)節(jié)滲透平衡、調(diào)節(jié)代謝等方式增強(qiáng)抗逆性，保護(hù)機(jī)體免受脅迫的侵害;這些脅迫對蒼術(shù)植株并不僅僅是有害的，在一定條件下，也具有促進(jìn)作用，如夏季遮陰可改善蒼術(shù)的光抑制現(xiàn)象[19，56]。根據(jù)最佳防御假說，植物在環(huán)境脅迫下會產(chǎn)生較多的次生代謝產(chǎn)物[57]，所以環(huán)境脅迫可能還有利于提升蒼術(shù)的藥用品質(zhì)，如適度的Cu脅迫可以促進(jìn)蒼術(shù)的根莖生物量增加及次生代謝產(chǎn)物積累等[28];而適度生物脅迫對于蒼術(shù)的生產(chǎn)和生長往往也是必要的，益生菌及內(nèi)生菌的存在可以有效促進(jìn)蒼術(shù)次生代謝產(chǎn)物積累，提高抗逆性，提升產(chǎn)量。

目前，關(guān)于蒼術(shù)環(huán)境脅迫影響的研究集中在溫度、光照、水分、酸雨、重金屬、營養(yǎng)條件和內(nèi)生菌等單一脅迫方面，而復(fù)合脅迫方面則未見報道，貼近蒼術(shù)道地產(chǎn)區(qū)實際生境的復(fù)合脅迫研究可能更有利于揭示茅蒼術(shù)道地性形成的機(jī)制。區(qū)別于普通農(nóng)作物，在蒼術(shù)的栽培種植過程中不僅應(yīng)關(guān)注其“產(chǎn)量”更應(yīng)注重其“質(zhì)量”，了解環(huán)境脅迫對其生長發(fā)育及次生代謝產(chǎn)物合成的影響是十分有必要的。目前對蒼術(shù)脅迫下的響應(yīng)僅局限于表觀形態(tài)、生理生化指標(biāo)的檢測，而對深層次的抗逆性及次生代謝基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等的探索尚未深入。通過以環(huán)境脅迫實驗為手段，進(jìn)一步深入研究蒼術(shù)響應(yīng)脅迫的分子機(jī)制，有利于理解蒼術(shù)次生代謝產(chǎn)物合成通路、蒼術(shù)優(yōu)質(zhì)或抗逆品種的選育，并為高產(chǎn)高品質(zhì)蒼術(shù)的生態(tài)種植提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

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（2019-10-15收稿 責(zé)任編輯：王明）基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（81891014，81703648，81874337，81503194），國家重點研發(fā)計劃項目（2017YFC1700701，2017YFC1701405），中國中醫(yī)科學(xué)院重點領(lǐng)域科研項目（ZZ10-027），財政部中央本級專項（2060302），中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項資金資助項目（ZZ13-YQ-084，ZZXT201806）作者簡介：蔣待泉（1995.11—），男，在讀碩士研究生，研究方向：中藥資源，E-mail：761447139@qq.com通信作者：王升（1988.04—），女，博士，助理研究員，研究方向：中藥資源，E-mail：mmcniu@163.com;郭蘭萍（1969.08—），女，博士，研究員，研究方向：中藥資源，E-mail：glp01@126.com