论文

Differences in ginseng quality and soil characteristics indifferent growth modes of Panax ginseng

作者:Keming Cao ,Chanpeng Sun,Jia Tao,Linlin Zhang,Xiaoxi Pan,Yue Zhang,Cai Shao,Yiming Guan and Qiuxia Wang

刊物名称:Frontiers in Plant Science

发表年月:June 2026

摘要内容:人参皂苷的药理活性与其单体组成及含量密切相关,而不同栽培模式(野生、林下、园参)下皂苷积累差异显著,但其内在土壤驱动机制尚不清楚。本研究以吉林和辽宁多地野生、林下及园参土壤及植株为对象,系统测定了土壤总碳、有机碳、总氮、速效磷钾等理化指标,过氧化氢酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、脲酶等酶活性,并利用宏基因组测序解析微生物群落结构与功能,同时通过HPLC-MS定量分析总皂苷及Rg1、F2、Rh4、CK、S-Rh2等单体含量,结合相关性分析探究土壤多因子协同调控皂苷积累的途径。结果表明,野生人参土壤有机碳(56.39~95.49 g/kg)和酶活性(S-CAT 18.36~22.00 U/g、S-SC 68.48~126.86 U/g)显著高于林下和园参,且富集了Opitutae、Verrucomicrobiae等微生物类群及能量代谢(功能类别C)、脂质转运(I)等皂苷合成相关功能。园参土壤因人为干扰导致有机质耗竭、养分失衡,微生物以Gemmatimonadetes、Bacilli等适应扰动类群为主,能量供给能力弱。野生参总皂苷含量(地上7.74%,地下5.28%)及稀有单体(F2、Rh4)均最高,园参最低,林下参居中。相关性分析揭示,土壤氮、磷促进总皂苷和Rg1积累,但抑制CK、F2、S-Rh2和Rh4合成;高有机质、高酶活与微生物能量代谢功能协同,为皂苷生物合成提供充足碳骨架和能量。进一步构建了“土壤理化-酶活-微生物功能”级联调控模型,阐明栽培模式通过重塑土壤微生态环境,驱动微生物群落功能分化,进而差异化调控皂苷积累。本研究首次从多维度揭示不同栽培模式下土壤因子协同影响皂苷积累的机制,为人参品质改良和栽培技术优化提供理论依据。


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