本书是作者针对中药材生产中地黄连作障碍现象十余年研究成果的总结。作者从不同角度系统解读了药用植物地黄连作障碍形成的机制，在地黄道地性形成机理、化感自毒物质累积释放与根际灾变机制，以及克服和消减连作障碍的防控技术等方面开展研究，科学体系完整，系统性强。
本书可为中药资源领域的科技工作者、中药材生产企业人员开展栽培植物或作物连作障碍研究提供参考与借鉴，为实现中药资源可持续利用和中药材有序、安全、有效生产提供理论依据和技术支撑。
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第一章 地黄及其生产 1
第一节 地黄在地黄属植物中的地位 1
一、地黄属植物的分类学地位与分布 1
二、地黄属植物的生物学特性 2
第二节 地黄的本草考证 7
一、地黄基原植物历史考证 7
二、地黄道地产区考证及其栽培驯化 8
三、地黄的加工、炮制与质量鉴别 11
四、地黄的药性与功效考证 13
第三节 地黄的生育习性 15
一、地黄生育时期的划分 16
二、地黄器官发育和形态建成 21
三、地黄品质的形成 27
四、地黄的植物营养规律 34
第四节 地黄生产与连作障碍 36
一、地黄道地产区的生境 36
二、地黄生产现状 36
三、地黄的连作障碍现象 37
参考文献 38
第二章 化感作用与连作障碍成因的研究 40
第一节 化感作用的研究 40
一、化感作用的概念 40
二、化感物质的来源与分类 41
三、化感作用的机理研究 42
第二节 连作障碍成因的研究 45
一、化感自毒作用与连作障碍 45
二、化感自毒作用与病虫害的发生 47
三、化感自毒作用与土壤环境 48
第三节 化感作用与中药材品质 49
一、化感物质参与植物的代谢调控 49
二、化感物质与药用活性成分间存在同源关系 50
参考文献 50
第三章 地黄连作障碍成因的研究方法 52
第一节 田间定位观测池的建设与管理 52
一、定位观测池的建造与维护 52
二、定位观测池栽种及田间管理 54
三、定位观测池取样及植株生长分析 55
第二节 化感物质的筛选与鉴定 57
一、非根际土、根际土、根表土的概念与收集 57
二、化感自毒物质筛选与化感潜力分析 59
第三节 根际微生物分析技术 61
一、根际微生物特征性代谢物质分析 61
二、根际微生物群落结构及其多样性分析 62
三、根际微生物群落结构高通量测序与宏基因组学分析 64
四、根际活性微生物群落宏蛋白质组学分析 65
第四节 控制条件下的实验技术管理 66
一、地黄组培与组培苗管理 66
二、地黄毛状根体系的构建 70
第五节 多组学技术的应用74
一、转录组学在连作障碍研究中的运用 74
二、代谢组学在连作障碍研究中的运用 77
三、蛋白质组学在连作障碍研究中的运用 80
参考文献 83
第四章 地黄化感自毒物质筛选鉴定与化感潜力评价 85
第一节 地黄根际土化感自毒物质的筛选与鉴定 85
一、不同化感物质来源添加物对地黄生长的影响 85
二、不同化感物质来源添加物对地黄抗氧化酶活性的影响 87
三、不同化感物质来源添加物对微生物群落结构的影响 88
四、不同萃取部位的化感效应评价 97
五、土壤甲醇提取物对地黄的生理生化影响 101
六、不同部位萃取物质RP-HPLC检测与ESI-MS鉴定 103
七、地黄须根自毒物质分离提取及GC-MS鉴定 106
八、地黄根系分泌物化感组分鉴定及含量变化分析 107
第二节 不同类型土壤对地黄化感作用的影响 110
一、土壤质地对连作地黄生长的影响 110
二、不同土壤质地条件下连作与头茬地黄的品质比较 112
三、不同类型土壤和生育时期地黄的化感潜力评价 113
四、不同类型土壤地黄根际土中酚酸类物质的变化 116
五、不同产区地黄化感自毒效应评测 117
第三节 不同间隔年限再植地黄土壤中酚酸类物质变化 118
一、不同间隔年限根际土化感自毒物质测试 118
二、不同间隔年限土壤对地黄生长和品质的影响 120
三、不同间隔年限土壤自毒物质含量差异 123
第四节 地黄根际化感自毒物质释放空间动态变化 125
一、地黄不同生育时期连作效应差异研究 125
二、地黄不同根区化感物质GC-MS鉴定及变化规律 128
第五节 外源化感自毒物质反向体外添加的地黄连作模拟实验 132
一、移除根系分泌物对地黄生长的影响 132
二、外源添加不同时期根系分泌物对地黄生长的影响 134
参考文献 141
第五章 化感自毒物质介导的连作地黄根际灾变机制 142
第一节 连作地黄土壤理化性质和营养循环相关菌的变化 142
一、连作和头茬地黄根际土理化性质的比较 142
二、连作对地黄根际土酶活性的影响 144
三、连作和头茬地黄根际微生物数量比较 145
四、地黄连作对根际微生物群体时空变化的影响 146
第二节 连作地黄根际微生物群落结构及功能多样性分析 152
一、T-RFLP检测连作地黄根际土微生态群体变化 153
二、连作地黄根际微生物群落结构的宏基因组学分析 172
第三节 自毒物质与病原菌对地黄连作障碍的协同作用 178
一、连作地黄专化型病原真菌的分离及毒性鉴定 179
二、连作地黄专化菌的侵染和致病机制 183
三、自毒物质与病原菌协同作用机制 185
参考文献 192
第六章 连作胁迫对地黄的生理响应及其伤害机制 193
第一节 连作胁迫地黄的生理响应 193
一、地黄连作障碍效应的表征 194
二、连作对地黄生长调节系统和防御系统的影响 197
三、连作对地黄“源、库、流”的影响 200
第二节 连作对地黄叶伤害的机制 206
一、连作与头茬地黄叶的差异表达基因筛选 207
二、连作与头茬地黄叶的差异蛋白鉴定 218
三、连作胁迫对地黄叶伤害的分子机制 221
第三节 连作对地黄根伤害的机制 223
一、连作地黄根中特异响应基因的鉴定 223
二、地黄根中响应连作特异蛋白的筛选 240
三、连作对地黄根伤害的分子机制 245
参考文献 247
第七章 表观调控在地黄连作障碍形成中的作用 248
第一节 表观遗传学与基因表达调控 248
一、植物功能基因组学与表观遗传学 248
二、表观遗传修饰种类 249
第二节 连作胁迫下地黄根的DNA甲基化修饰机制 251
一、连作胁迫下地黄根内DNA甲基化状态变化 252
二、连作地黄响应的DNA甲基化基因的功能分析 256
三、DNA甲基化在地黄连作障碍形成中的作用 258
第三节 连作胁迫下地黄根的组蛋白去乙酰化修饰作用 260
一、地黄连作模拟体系的构建 260
二、组蛋白乙酰化修饰位点关联的保守调控域分析 269
第四节 miRNA在地黄连作障碍形成中的作用 276
一、地黄保守和新型miRNA的鉴定 276
二、地黄响应连作胁迫的miRNA表达谱分析 279
三、连作地黄特异响应的miRNA靶基因的鉴定 289
四、特异miRNA在地黄连作胁迫中的作用 293
第五节 lncRNA在地黄连作障碍形成中的作用 297
一、地黄lncRNA文库的构建 297
二、地黄候选lncRNA的分类及功能解析 298
参考文献 317
第八章 地黄的免疫系统与连作障碍 318
第一节 植物免疫系统与环境因子的胁迫响应 318
一、植物免疫防御体系的组成 319
二、生物胁迫与植物免疫应答 320
三、非生物胁迫与植物免疫应答 321
四、连作地黄根际存在复杂的多元胁迫 322
五、连作胁迫对地黄免疫系统的影响 324
第二节 连作胁迫对地黄PTI系统的影响 327
一、地黄PTI系统内关键基因的鉴定 327
二、连作障碍形成与PTI系统关联分析 330
第三节 连作胁迫对地黄ETI系统的影响 334
一、地黄ETI系统关键抗性蛋白的鉴定 335
二、地黄NB-LRR响应连作胁迫的表达模式 335
三、连作对地黄免疫系统的扰动 337
第四节 连作胁迫下地黄植株的死亡机制 338
一、地黄根际灾变程度与地黄免疫效应 338
二、免疫介导下的连作地黄死亡机制 344
参考文献 346
第九章 地黄连作障碍的消减策略与防治技术 347
第一节 耐连作地黄种质资源的筛选 347
一、不同地黄种质资源的表型性状差异 347
二、不同地黄种质资源耐连作潜力分析 349
第二节 育苗移栽规避连作地黄危害敏感期 351
一、育苗移栽的连作障碍消减效应分析 352
二、育苗移栽法的应用与拓展 353
第三节 牛膝连作增益的茬口效应与应用 354
一、牛膝轮作及作为绿肥对地黄连作障碍的影响 354
二、牛膝轮作及作为绿肥对连作地黄生理生化指标的影响 355
三、连作牛膝中特异响应基因与连作增益的关系 358
第四节 菌渣对土壤中化感物质的消减作用 368
一、菌渣对植药土壤中酚酸的消减效应 368
二、菌渣对连作地黄产量及品质的影响 369
三、施用菌渣对连作地黄根际微生物数量和酶活性的影响 372
第五节 土壤稀释法对地黄连作障碍的缓解效应 373
一、连作土壤添加量对地黄表型性状的影响 373
二、连作土壤添加量对地黄生理生态指标的影响 374
三、连作土壤添加量对地黄块根重量和梓醇含量的影响 376
四、连作土添加水平对根际微生物数量和酶活性的影响 376
第六节 连作地黄感知信号通路的干扰与阻断 377
一、Ca2+信号抑制剂处理对连作盆栽地黄生长的影响 378
二、Ca2+信号抑制剂对地黄Ca2+信号相关基因的表达调控 379
三、干扰连作地黄乙烯合成及转运消减连作障碍效应 384
第七节 展望 386
参考文献 388
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