當(dāng)歸(Angelica sinensis)是傘形科藥用植物，以根入藥，具有補血活血功能。其營養(yǎng)成分豐富，主要藥用成分為揮發(fā)油、多糖、氨基酸、揮發(fā)性物質(zhì)。我國當(dāng)歸種植面積主要分布于甘肅省，因此，當(dāng)歸產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展在調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、振興縣域經(jīng)濟、加快農(nóng)民脫貧致富等方面發(fā)揮了重要作用。

　　近年來，當(dāng)歸的種植面積不斷擴大，當(dāng)歸需求量逐年增加。但目前，當(dāng)歸生產(chǎn)中根腐病、麻口病等生物病害嚴重頻發(fā)、連作障礙嚴重、種子和種苗質(zhì)量標準不完善等問題成為制約當(dāng)歸產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展的難點。其中，當(dāng)歸麻口病和根腐病的危害最嚴重，對當(dāng)歸生產(chǎn)影響大，造成嚴重經(jīng)濟損失，成為影響“岷歸”生產(chǎn)及其品質(zhì)的重要因素。同時，由于農(nóng)藥的不合理使用，N、P、K肥施用比例失調(diào)，破壞了土壤的微生態(tài)平衡，使當(dāng)歸在藥材產(chǎn)量和品質(zhì)等方面受到嚴重影響。上述因素使甘肅當(dāng)歸產(chǎn)業(yè)產(chǎn)量和質(zhì)量面臨下降和轉(zhuǎn)移的嚴重趨勢。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)防治和化學(xué)防治雖取得了一定效果，但對其病原及發(fā)病機制并未做出清晰闡明，因此，亟須一種綠色高效的生物防控技術(shù)以促進當(dāng)歸的健康生長。

　　中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院研究員王若愚團隊在甘肅當(dāng)歸主要種植區(qū)進行了大面積病害調(diào)查采樣，從根腐病發(fā)病土壤和根腐病組織中對造成當(dāng)歸根腐的主要病原菌進行了分離鑒定及致病性驗證。研究表明，三線鐮刀菌是造成當(dāng)歸根腐病的主要致病菌之一。通過凹凸棒搭載特定的植物根際促生菌制作新型生物菌劑(APBA)，5種大田試驗處理分別為：空白凹凸棒載體(AP)、化肥(CF)、有機肥(OF)、化肥+菌劑(BICF)、有機肥+菌劑(BIOF)。大田試驗表明，CF與APBA的組合(BICF)，使得當(dāng)歸鐮刀菌根腐病發(fā)病率從30.56%(CF)顯著降低到12.4%(BICF)，(OF)與APBA組合(BIOF)的發(fā)病率僅為11%。Illumina高通量測序結(jié)果表明，BICF處理使細菌多樣性顯著增加，而BIOF處理使真菌多樣性降低。此外，不論APBA與CF或OF組合，使土壤細菌和真菌群落結(jié)構(gòu)均發(fā)生顯著變化。特別是APBA的添加增加了Bryobacter、Sphingomonas、Rokubacteria等有益菌屬的相對豐度，而減少了與根腐病發(fā)生呈正相關(guān)的Gibberella、Fusarium、Cylindrocarpon、Plectosphaerella等有害菌屬的相對豐度。冗余分析(RDA)和Pearson相關(guān)性分析表明，BICF主要和Acidobacteria、Chloroflexi、Gemmatimonadetes、Rokubacteria相關(guān)，這些菌的豐度與土壤總磷、總鉀、速效磷、總氮、總碳、有機質(zhì)、pH呈正相關(guān)，與土壤銨態(tài)氮呈負相關(guān)。PICRUSt功能預(yù)測表明，APBA的添加使得與次生代謝生物合成以及植物防御反應(yīng)相關(guān)的信號通路和功能機制在BIOF和BICF中顯著富集?？傊?，該新型生物菌劑的使用可通過改善土壤理化性質(zhì)、改變根際微生物群落組成，從而高效抑制當(dāng)歸根腐病的發(fā)生。

　　該研究成果分別以Identification of Pathogenic Fusarium spp. Responsible for Root Rot of Angelica sinensis and Characterization of their Biological Enemies in Dingxi, China為題，發(fā)表在Plant Disease上；以Effectively controlling Fusarium root rot disease of Angelica sinensis and enhancing soil fertility with a novel attapulgite-coated biocontrol agent為題，發(fā)表在Applied Soil Ecology上。

　　研究工作獲得國家重點研發(fā)計劃、甘肅省國際科技合作基地和中科院科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)計劃項目等的支持。

　　圖1.大田實驗不同處理下，真菌和細菌門水平豐度變化

　　圖2.RDA分析土壤理化因子與真菌及細菌門豐度變化之間的相關(guān)性

　　(文章來源：西北生態(tài)環(huán)境資源研究院)