當歸(Angelica sinensis)是傘形科藥用植物，以根入藥，具有補血活血功能。其營養成分豐富，主要藥用成分為揮發油、多糖、氨基酸、揮發性物質。我國當歸種植面積主要分布于甘肅省，因此，當歸產業的健康發展在調整產業結構、振興縣域經濟、加快農民脫貧致富等方面發揮了重要作用。

　　近年來，當歸的種植面積不斷擴大，當歸需求量逐年增加。但目前，當歸生產中根腐病、麻口病等生物病害嚴重頻發、連作障礙嚴重、種子和種苗質量標準不完善等問題成為制約當歸產業實現跨越式發展的難點。其中，當歸麻口病和根腐病的危害最嚴重，對當歸生產影響大，造成嚴重經濟損失，成為影響“岷歸”生產及其品質的重要因素。同時，由于農藥的不合理使用，N、P、K肥施用比例失調，破壞了土壤的微生態平衡，使當歸在藥材產量和品質等方面受到嚴重影響。上述因素使甘肅當歸產業產量和質量面臨下降和轉移的嚴重趨勢。傳統的農業防治和化學防治雖取得了一定效果，但對其病原及發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以促進當歸的健康生長。

　　中國科學院西北生態環境資源研究院研究員王若愚團隊在甘肅當歸主要種植區進行了大面積病害調查采樣，從根腐病發病土壤和根腐病組織中對造成當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)，使得當歸鐮刀菌根腐病發病率從30.56%(CF)顯著降低到12.4%(BICF)，(OF)與APBA組合(BIOF)的發病率僅為11%。Illumina高通量測序結果表明，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構均發生顯著變化。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生呈正相關的Gibberella、Fusarium、Cylindrocarpon、Plectosphaerella等有害菌屬的相對豐度。冗余分析(RDA)和Pearson相關性分析表明，BICF主要和Acidobacteria、Chloroflexi、Gemmatimonadetes、Rokubacteria相關，這些菌的豐度與土壤總磷、總鉀、速效磷、總氮、總碳、有機質、pH呈正相關，與土壤銨態氮呈負相關。PICRUSt功能預測表明，APBA的添加使得與次生代謝生物合成以及植物防御反應相關的信號通路和功能機制在BIOF和BICF中顯著富集。總之，該新型生物菌劑的使用可通過改善土壤理化性質、改變根際微生物群落組成，從而高效抑制當歸根腐病的發生。

　　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，發表在Applied Soil Ecology上。

　　研究工作獲得國家重點研發計劃、甘肅省國際科技合作基地和中科院科技服務網絡計劃項目等的支持。

　　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性

　　(文章來源：西北生態環境資源研究院)