《Bioresource Technology》：Reshaping root-associated microbiota to enhance medicinal quality: Application of optimized functional microbial inoculants in
Salvia miltiorrhiza cultivation
编辑推荐：
•冷冻干燥和微胶囊化分别制备出了可储存的真菌或 芽孢杆菌 菌剂。•接种物通过调节根际微生态促进了 丹参 质量。•丹参 的土壤微生物和真菌群落对接种物反应更敏感。•真菌菌剂在促进丹参酮含量方面优于 芽孢杆菌 菌剂。引言丹参（唇形科）是一种多年生草本植物，其干燥根和根茎用于药用
- •
冷冻干燥和微胶囊化分别制备出了可储存的真菌或 芽孢杆菌 菌剂。
- •
接种物通过调节根际微生态促进了 丹参 质量。
- •
丹参 的土壤微生物和真菌群落对接种物反应更敏感。
- •
真菌菌剂在促进丹参酮含量方面优于 芽孢杆菌 菌剂。
引言
丹参（唇形科）是一种多年生草本植物，其干燥根和根茎用于药用 (Ma et al., 2022)。其主要生物活性成分（丹参酮 I、丹参酮 IIA 和隐丹参酮）表现出抗氧化和心脏保护作用，并促进血液循环，支持用于慢性心血管疾病的治疗 (Li et al., 2026)。《中国药典》将这 3 种丹参酮列为 丹参 的质量指标。受市场需求增长驱动的过度采集和栖息地破坏，已严重耗竭野生 丹参 资源，生产重心已转向四川、河南和陕西的大规模种植 (Zhou et al., 2021)。然而，不同地区的产量和关键成分含量差异显著，阻碍了高质量原生 丹参 材料的标准化供应 (He et al., 2023)。
根际微生物群落在调节药用植物药用化合物积累方面起着关键作用 (Ouyang et al., 2024)。接种外源有益微生物是改善植物质量的有效策略 (Pérez-Monta?o et al., 2025, Wang et al., 2025a, Wang et al., 2025b)。例如，枯草芽孢杆菌 增加了 丹参 中促生微生物群和根际微生物多样性，从而增强了根系生物量和药用成分含量 (Wei et al., 2023)。地衣芽孢杆菌 通过富集功能微生物群和培养有利于生长的根际微环境促进了 党参 的生长 (Ni et al., 2024)。对于根际真菌，长枝木霉 是一种广泛分布于土壤和植物组织中的有益真菌，通过根际相互作用和多样化的次级代谢产物形成共生关联，促进药用植物生长和生物活性化合物积累 (Contreras-Cornejo et al., 2016)。石斛 与 长枝木霉 的共培养导致石斛碱浓度增加 (Sarsaiya et al., 2024)。暗色隔担子菌内生菌 (DSE) 是一类具有黑色素化隔菌丝和小菌核的根定殖子囊菌 (Ruotsalainen et al., 2021, Netherway and Bahram, 2024)，据报道可增强宿主营养吸收、胁迫耐受性、土壤有机质分解、营养循环，并调节根际相关微生物群落 (Li et al., 2024b, Netherway et al., 2024)。接种 金钱松 提高了 金钱松 的根真菌多样性和木犀草苷含量 (Chen et al., 2026)。此前，已筛选出 5 株菌，包括两株 芽孢杆菌、一株 长枝木霉 和两株 DSE 菌株（Paraphoma radicina 和 Alternaria tellustris），它们能增加 丹参 的丹参酮成分含量（未发表数据）。然而，由于外源微生物在储存期间和土壤施用于后容易受到环境胁迫的影响 (Singh et al., 2020)，开发用于高质量 丹参 种植的稳健接种物仍然具有挑战性，这凸显了需要制备技术来确保活性和环境适应性。
冷冻干燥通常用于真菌接种物。大多数 木霉属 菌株在冷冻干燥后保持了较高的孢子活力，甚至有些酶活性增加了 (Grzegorczyk et al., 2018)。海藻酸钠微胶囊化可为细菌接种物提供物理保护和缓释作用，提高存活率和植物性能 (Zhang et al., 2023)。Rojas-Padilla 等 (2022) 发现 芽孢杆菌 微胶囊可以促进 小麦 的株高、根长、干重和叶绿素含量。然而，由于代谢差异，不同菌株的接种物制备过程各异 (Yang et al., 2026)，且 DSE 接种物技术仍然特别不发达。
在本研究中，基于 5 株功能菌株，优化了各种类型功能微生物接种物的制备工艺，并评估了这些接种物对 丹参 质量和根际微生态的影响。通过优化工艺参数，制备出了具有储存稳定性和高生物活性的真菌冷冻干燥粉剂接种物和 芽孢杆菌 微胶囊接种物。进行了梯度接种物施用率的盆栽试验，以评估不同接种物对生物量和丹参酮积累的影响。进一步，使用 Illumina MiSeq 测序表征了 丹参 的根际相关微生物群落。本研究的目标是：(1) 明确并优化不同接种物的关键制备工艺参数；(2) 评估接种物类型和施用率对 丹参 根际中接种物生物活性和功能稳定性的影响；(3) 明确接种物通过调节土壤理化性质和根际相关微生物群落结构促进 丹参 质量形成的机制。
章节摘要
测试菌株的来源和培养条件
2 株 DSE 菌株，Paraphoma radicina (Pr, OQ398841) 和 Alternaria tellustris (At, OM936046) 分别从沙漠中的 蒙古扁桃 和 黑果枸杞 根部分离。长枝木霉 (Tl, MK878447) 分离自栽培 黄芩 的根际土壤。接种前，所有真菌菌株均在马铃薯葡萄糖琼脂 (PDA) 上活化 14 天 (DSE 菌株) 和 7 天 (Tl)，以获得具有深色菌丝或典型菌落
优化真菌菌剂的含水率和粒径
真菌干粉接种物的含水率是影响接种物活力和储存稳定性的关键因素 (Xing et al., 2024)。过低的水分会导致真菌细胞膜损伤和蛋白质变性，从而损害复苏活力。相反，过高的水活度直接加速储存过程中的活力损失 (Rockinger et al., 2021)。尽管不同
结论
在本研究中，采用冷冻干燥和海藻酸钠微胶囊化制备了具有生物和功能活性的真菌和 芽孢杆菌 接种物。盆栽试验证实，接种物以剂量依赖性方式提高了 丹参 生物量和丹参酮积累。最佳处理（长枝木霉 (T1) 接种物，每 1.5 公斤土壤 0.3 克）使根生物量增加了 217%。真菌菌剂在促进
CRediT 作者贡献声明
李婉云: 写作 – 初稿，方法论，调查，数据整理，概念化。朱征宇: 写作 – 初稿，验证，调查，数据整理。何学利: 监督，资源，概念化。刘哲: 调查。陈彩霞: 监督，资源。卢金宏: 调查。于晨杰: 调查。刘心雨: 调查。何超: 写作 – 审阅与编辑，监督，资源，方法论，概念化。李先恩: 写作 – 审阅与
资助
本研究得到 国家重点研发计划 的支持 [资助编号 2022YFC3501503]。
未引用参考文献
Jackson, 1973, Xiong et al., 2024。
竞争利益声明
作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些关系可能被认为影响了本论文报告的工作。
致谢
作者感谢杨晓通、王梦辉和陈文静在实验室提供的技术援助。
李婉云 | 朱征宇 | 何学利 | 刘哲 | 陈彩霞 | 卢金宏 | 于晨杰 | 刘心雨 | 何超 | 李先恩
