道地产区多年生杭白芍根际微生物群落特征

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20250201

浙江农业科学 ›› 2026, Vol. 67 ›› Issue (7): 1801-1811.DOI: 10.16178/j.issn.0528-9017.20250201

道地产区多年生杭白芍根际微生物群落特征

金怡¹(), 李海申²(), 孙健², 周潮滨³, 姜玲⁴, 胡淳莉⁵, 占建勇⁶, 王志安²

^1.东阳市良种推广中心（东阳市中药材研究所），浙江东阳 322100
^2.浙江省中药研究所有限公司，浙江杭州 310023
^3.杭州临安康华家庭农场，浙江杭州 311311
^4.淳安县农业农村发展服务中心，浙江淳安 311700
^5.淳安县食品药品检测中心，浙江淳安 311700
^6.浙江省淳安县农业农村局，浙江淳安 311700

收稿日期:2025-03-17 出版日期:2026-07-11 发布日期:2026-07-27
通讯作者: 李海申
作者简介:李海申，E-mail：lhs2335498714@163.com。
金怡，主要从事中药材栽培与推广研究。E-mail：728zhejiang@163.com。
基金资助:
国家重点研发计划(2022YFC3501500);浙江省农业（中药材）新品种选育重大科技专项(2021C02074);磐安县中药产业“揭榜挂帅”项目(PZYF202101);国家中医药管理局中医药科学技术研究专项(GZY-KJS-2021-020)

Rhizosphere microbial community characteristics of perennial Hangbaishao in the genuine producing area

JIN Yi¹(), LI Haishen²(), SUN Jian², ZHOU Chaobin³, JIANG Ling⁴, HU Chunli⁵, ZHAN Jianyong⁶, WANG Zhi'an²

^1.Dongyang Improved Seed Extension Center （Dongyang Institute of Chinese Materia Medica），Dongyang 322100，Zhejiang
^2.Zhejiang Institute of Traditional Chinese Medicine Co. ，Ltd. ，Hangzhou 310023，Zhejiang
^3.Hangzhou Lin'an Kanghua Family Farm，Hangzhou 311311，Zhejiang
^4.Chun'an Agricultural and Rural Development Service Center，Chun'an 311700，Zhejiang
^5.Chun'an Food and Drug Inspection and Testing Center，Chun'an 311700，Zhejiang
^6.Chun'an Agricultural and Rural Affairs Bureau，Chun'an 311700，Zhejiang

Received:2025-03-17 Online:2026-07-11 Published:2026-07-27
Contact: LI Haishen

摘要/Abstract

摘要：

为研究杭白芍道地产区不同定植时间下土壤细菌、真菌、古菌的组成和结构变化，并筛选道地产区杭白芍根际的友好菌种，对浙江省东阳市1、2、3、4 a生的杭白芍根际土壤样品进行微生物菌群结构分析，解析杭白芍定植过程中根际土壤的微生物组成特征及演替规律，同时利用EggNOG、KEGG和CAZy数据库进行菌群功能预测。结果表明：杭白芍根际土壤微生物组成主要为细菌（85.561%～91.680%）、古菌（0.481%～2.804%）、真菌（0.018%～0.030%）、病毒（0.022%～0.117%），其他微生物占比为7.516%～11.500%。随着定植时间的增加，部分劣势菌群逐渐丧失，菌群多样性降低，细菌相对丰度升高，1 a生杭白芍根际土壤细菌相对丰度为85.561%，4 a生时达到91.680%；古菌与病毒的相对丰度下降，1 a生时分别为2.804%和0.117%，4 a生时分别降至0.481%和0.022%；真菌的相对丰度先升后降，1 a生时为0.018%，3 a生时达到峰值（0.030%），4 a生时下降至0.024%。此外，Candidatus Rokubacteria和硝化螺旋菌属（Nitrospira）为道地产区多年生杭白芍根际的标志物种。上述结果表明，在杭白芍道地产区，随着定植时间的累积，菌群多样性降低，并招募和富集了Candidatus Rokubacteria、硝化螺旋菌属等特征菌种。

关键词: 杭白芍, 宏基因组, 根际土壤, 微生物, 道地药材

Abstract:

To investigate the changes in the composition and structure of soil bacteria，fungi，and archaea under different planting durations in the genuine producing area of Hangbaishao，and to screen for beneficial microbial strains in the rhizosphere of Hangbaishao in this area，rhizosphere soil samples of Hangbaishao aged 1，2，3，and 4 years were collected from Dongyang City，Zhejiang Province. Microbial community structure analysis was conducted to elucidate the microbial composition characteristics and succession patterns in the rhizosphere soil during Hangbaishao colonization. Functional predictions of the microbial communities were performed using the EggNOG，KEGG，and CAZy databases. The results showed that the microbial composition of Hangbaishao soil was dominated by bacteria（85.561%-91.680%），archaea（0.481%-2.804%），fungi（0.018%-0.030%），and viruses（0.022%-0.117%），with other microorganisms accounting for 7.516%-11.500%. As planting duration increased，some inferior microbial groups gradually disappeared，and microbial diversity decreased. The relative abundance of bacteria increased from 85.561% in the 1-year-old rhizosphere soil to 91.680% in the 4-year-old soil. The relative abundances of archaea and viruses declined from 2.804% and 0.117%（1-year-old）to 0.481% and 0.022%（4-year-old），respectively. The relative abundance of fungi first increased and then decreased，from 0.018%（1-year-old）to a peak of 0.030%（3-year-old），and then dropped to 0.024%（4-year-old）. Furthermore，CandidatusRokubacteria and Nitrospira were identified as signature taxa in the rhizosphere soil in the genuine producing area. These results indicate that with increasing planting duration in the genuine producing area of Hangbaishao，microbial diversity decreases，while characteristic taxa such as CandidatusRokubacteria and Nitrospira are recruited and enriched.

Key words: Hangbaishao, metagenomics, rhizosphere soil, microorganism, genuine medicinal material

中图分类号:

S567

金怡, 李海申, 孙健, 周潮滨, 姜玲, 胡淳莉, 占建勇, 王志安. 道地产区多年生杭白芍根际微生物群落特征[J]. 浙江农业科学, 2026, 67(7): 1801-1811.

JIN Yi, LI Haishen, SUN Jian, ZHOU Chaobin, JIANG Ling, HU Chunli, ZHAN Jianyong, WANG Zhi'an. Rhizosphere microbial community characteristics of perennial Hangbaishao in the genuine producing area[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences, 2026, 67(7): 1801-1811.

图/表 13

表1 土壤基因组DNA测序数据概况

Table 1 Overview of soil genomic DNA sequencing data

样品编号	原始数据		有效数据		有效数据/原始数据	Q20/%	Q30/%	GC含量/%
样品编号	读数	数据量/G	读数	数据量/G	有效数据/原始数据	Q20/%	Q30/%	GC含量/%
Pl4a	38 116 236	5.72	35 509 022	5.33	93.16	99.95	98.85	62
Pl4b	40 298 338	6.04	37 525 280	5.63	93.12	99.95	98.80	63
Pl4c	42 035 640	6.31	39 309 542	5.90	93.51	99.95	98.62	62
Pl3a	40 461 374	6.07	37 786 262	5.67	93.39	99.95	98.61	61
Pl3b	45 380 916	6.81	40 256 428	6.04	88.71	99.94	98.65	61
Pl3c	44 436 232	6.67	39 301 706	5.90	88.45	99.94	98.74	61
Pl2a	39 857 210	5.98	36 859 084	5.53	92.48	99.96	98.80	62
Pl2b	37 415 908	5.61	34 835 092	5.23	93.10	99.96	98.74	62
Pl2c	47 934 934	7.19	43 138 274	6.47	89.99	99.94	98.60	61
Pl1a	38 461 692	5.77	36 192 852	5.43	94.10	99.95	98.70	63
Pl1b	45 242 338	6.79	41 625 446	6.24	92.01	99.94	98.69	63
Pl1c	49 031 322	7.35	48 676 270	7.30	99.28	99.93	98.48	63

图1 各样本的微生物组成与聚类A为整体微生物群落相对丰度与样本聚类树；B为低丰度微生物群落相对丰度与样本聚类树。

Fig.1 Microbial composition and clustering of the samples

图2 细菌、真菌、古菌、病毒门和属水平优势物种相对丰度和分布图A、B分别为细菌群落在门、属水平的物种组成与聚类；C、D分别为真菌群落在门、属水平的物种组成与聚类；E、F分别为古菌群落在门、属水平的物种组成与聚类；G、H分别为病毒群落在门、属水平的物种组成与聚类。

Fig.2 Relative abundance and distribution of dominant bacteria，fungi，archaea，and viruses at the phylum and genus levels

图3 稀释曲线

Fig.3 Rarefaction curves

表2 α多样性指数值统计表

Table 2 Summary of alpha diversity index values

分类	样品编号	实际观测物种数	香农指数	辛普森指数	Chao1 指数	测序覆盖率/%
细菌	Pl1	20 076.00	7.25	0.94	20 753.36	100
	Pl2	19 230.33	7.33	0.95	19 866.40	100
	Pl3	20 177.67	7.00	0.93	20 766.55	100
	Pl4	19 160.67	6.57	0.93	19 774.71	100
真菌	Pl1	143.67	6.14	0.97	157.93	98
	Pl2	111.67	5.54	0.96	123.12	98
	Pl3	130.67	5.51	0.93	152.75	98
	Pl4	120.33	5.50	0.95	132.29	98
古菌	Pl1	424.33	4.08	0.89	558.31	99
	Pl2	351.33	3.97	0.87	439.20	100
	Pl3	394.00	4.11	0.86	461.11	100
	Pl4	434.67	5.02	0.90	485.88	100

图4 细菌、真菌、古菌主坐标分析图A为细菌主坐标分析图；B为真菌主坐标分析图；C为古菌主坐标分析图。PCoA1和PCoA2分别为第1主坐标和第2主坐标。

Fig.4 Principal coordinates analysis（PCoA） plot of bacterial，fungal，and archaeal communities

图5 细菌、真菌、古菌UPGMA聚类图A为细菌UPGMA聚类图；B为真菌UPGMA聚类图；C为古菌UPGMA聚类图。

Fig.5 UPGMA dendrogram of bacterial，fungal，and archaeal communities

表3 ANOSIM检验结果

Table 3 ANOSIM test results

微生物	R	p
细菌	0.870	0.001
真菌	0.901	0.001
古菌	0.895	0.001

图6 微生物Upset和冗余分析

Fig.6 Upset and redundancy analysis（RDA）plot of microbial communities

图7 微生物群落的线性判别分析（LEfSe）结果A为分类学进化分支图；B为LDA得分柱状图。

Fig.7 Linear discriminant analysis effect size （LEfSe） result of microbial communities

图8 杭白芍年份累计过程EggNOG数据库注释统计图

Fig.8 Statistics of EggNOG database annotations for Hangbaishao across different growth years

图9 杭白芍年份累计过程KEGG代谢通路注释

Fig.9 Annotation profile of KEGG metabolic pathways for Hangbaishao across different growth years

图10 杭白芍年份累计过程CAZy数据库注释统计图

Fig.10 Statistics of CAZy database annotations for Hangbaishao across different growth years

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Rhizosphere microbial community characteristics of perennial Hangbaishao in the genuine producing area

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