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目的：连作障碍严重制约中国人参产业的可持续发展。越来越多的证据表明：人参栽培土壤中微生物群落结构失衡是引起连作障碍的核心因素。前期研究结果表明，人参栽培年限增加引起参地中镰刀菌等致病性真菌大量富集，从而导致栽参土壤真菌化和病菌化日益严重。本研究以“人参——根际微生物”的互作为切入点，以人参根际土壤中的致病镰刀菌和有益木霉菌为研究对象，一方面探索致病镰刀菌和木霉菌与人参根系分泌物的互作关系，另一方面探究外源性微生物（致病镰刀菌和木霉菌）对人参根际土壤微生物多样性及人参生长发育的影响，旨在阐明诱导参地土壤中致病镰刀菌种群增殖的关键因素，有助于从微生物层面了解和阐释人参连作障碍发生机制，深层次揭示人参根际微环境在人参药材质量形成中的作用。
方法：本研究采用稀释平板法和组织分离法分离人参土壤中致病镰刀菌与木霉菌；利用形态特征与rDNA-ITS序列综合分析鉴定其类型。利用改良毛细管法探究致病镰刀菌和木霉菌对人参根系分泌物的趋化性反应。采用Illumina HiSeq2500高通量测序法，分析比较添加外源性微生物（致病镰刀菌和木霉菌）对栽参土壤中微生物丰富度及多样性的影响。采用盆栽试验，结合HPLC法，探究添加外源性微生物（致病镰刀菌和木霉菌）对人参的生长指标以及人参皂苷Rg1、Re、Rb1含量的影响。
结果：1.从人参病株及根际土壤中分离筛选出27株真菌，进一步利用形态学及ITS-rDNA技术鉴定，获得2株镰刀菌和2株木霉菌，其中NRS-5为盖姆斯木霉（Trichoderma gamsii）；NRS-7为绿色木霉（Trichoderma viride）；NRS-9为尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）；NRS-23为轮枝镰刀菌（Fusarium verticillioides）。
2.2株致病镰刀菌对外源性中低浓度人参总皂苷和苯甲酸表现出显著正趋化作用（P＜0.05），2株木霉菌对外源性中低浓度人参总皂苷和苯甲酸的趋化性不显著（P＞0.05）；2株致病镰刀菌对不同栽培年限人参根际土壤中、高浓度水提物和醇提物均具有显著正趋化作用（P＜0.05），且随栽培年限增加，引起趋化作用的人参根际土壤提取物有效浓度越低（2mg·L-1），2株木霉菌对不同栽培年限人参根际土壤水提物无显著趋化作用（P＞0.05），对中高浓度醇提物均有显著正趋化性，且随栽培年限增加趋化作用增强。
3.添加外源微生物对人参根际土壤微生物多样性的影响研究表明，在97.0%的相似度水平下进行OTUs聚类，Illumina HiSeq2500高通量测序共获得1256个OTUs。本研究的测序数据量合理，能够反映样品中真菌群落的类型和结构。从人参根际土壤中筛选到15个优势真菌群落，其中相对丰度大于1%的种类分别为被孢霉属真菌、镰刀菌、腐质霉属真菌和拟青霉。添加尖孢镰刀菌组（LD、LG）和绿色木霉菌组（MD、MG）的人参根际土壤真菌多样性和丰富度均低于清水对照组（QS），且LD、LG组与QS组的真菌群落结构不同。LD、LG组与QS组在属水平上的微生物类群有显著性差异（P＜0.05）；MG、MD组与QS组在属水平上的微生物类群无显著性差异（P＞0.05）。
4.尖孢镰刀菌组和绿色木霉菌组人参植株的叶片数、根长、根粗及根的鲜重与QS组无显著性差异（P＞0.05）。高浓度的绿色木霉菌组（MG）人参的株高与QS组相比显著增加（P＜0.05），尖孢镰刀菌组人参的株高与QS组无显著性差异（P＞0.05）。添加尖孢镰刀菌能抑制人参皂苷Rg1的合成，而绿色木霉菌显著促进人参皂苷Rg1的合成，添加低、中浓度尖孢镰刀菌使Re、Rb1含量增高，而高浓度尖孢镰刀菌使Re、Rb1含量降低。添加高浓度木霉菌则可显著促进Re、Rb1的合成。
结论：人参根系分泌的人参皂苷和酚酸类等水溶性物质可作为致病镰刀菌的化学诱导剂，但对木霉菌诱导增殖作用不显著，这一发现有利于深入探索自然条件下人参、致病镰刀菌及木霉菌之间的相互作用，对阐明引起人参连作障碍的生物学机制具有重要理论意义。外源添加尖孢镰刀菌和绿色木霉菌均会引起人参根际土壤真菌多样性和丰富度降低，从而引起栽参土壤微生态失衡。添加高浓度木霉菌能显著促进人参植株的生长和人参皂苷Rg1、Re和Rb1的合成；接种致病镰刀菌对人参植株生长无显著影响，却在一定程度上促进人参皂苷Re、Rb1的生成。
方法：本研究采用稀释平板法和组织分离法分离人参土壤中致病镰刀菌与木霉菌；利用形态特征与rDNA-ITS序列综合分析鉴定其类型。利用改良毛细管法探究致病镰刀菌和木霉菌对人参根系分泌物的趋化性反应。采用Illumina HiSeq2500高通量测序法，分析比较添加外源性微生物（致病镰刀菌和木霉菌）对栽参土壤中微生物丰富度及多样性的影响。采用盆栽试验，结合HPLC法，探究添加外源性微生物（致病镰刀菌和木霉菌）对人参的生长指标以及人参皂苷Rg1、Re、Rb1含量的影响。
结果：1.从人参病株及根际土壤中分离筛选出27株真菌，进一步利用形态学及ITS-rDNA技术鉴定，获得2株镰刀菌和2株木霉菌，其中NRS-5为盖姆斯木霉（Trichoderma gamsii）；NRS-7为绿色木霉（Trichoderma viride）；NRS-9为尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）；NRS-23为轮枝镰刀菌（Fusarium verticillioides）。
2.2株致病镰刀菌对外源性中低浓度人参总皂苷和苯甲酸表现出显著正趋化作用（P＜0.05），2株木霉菌对外源性中低浓度人参总皂苷和苯甲酸的趋化性不显著（P＞0.05）；2株致病镰刀菌对不同栽培年限人参根际土壤中、高浓度水提物和醇提物均具有显著正趋化作用（P＜0.05），且随栽培年限增加，引起趋化作用的人参根际土壤提取物有效浓度越低（2mg·L-1），2株木霉菌对不同栽培年限人参根际土壤水提物无显著趋化作用（P＞0.05），对中高浓度醇提物均有显著正趋化性，且随栽培年限增加趋化作用增强。
3.添加外源微生物对人参根际土壤微生物多样性的影响研究表明，在97.0%的相似度水平下进行OTUs聚类，Illumina HiSeq2500高通量测序共获得1256个OTUs。本研究的测序数据量合理，能够反映样品中真菌群落的类型和结构。从人参根际土壤中筛选到15个优势真菌群落，其中相对丰度大于1%的种类分别为被孢霉属真菌、镰刀菌、腐质霉属真菌和拟青霉。添加尖孢镰刀菌组（LD、LG）和绿色木霉菌组（MD、MG）的人参根际土壤真菌多样性和丰富度均低于清水对照组（QS），且LD、LG组与QS组的真菌群落结构不同。LD、LG组与QS组在属水平上的微生物类群有显著性差异（P＜0.05）；MG、MD组与QS组在属水平上的微生物类群无显著性差异（P＞0.05）。
4.尖孢镰刀菌组和绿色木霉菌组人参植株的叶片数、根长、根粗及根的鲜重与QS组无显著性差异（P＞0.05）。高浓度的绿色木霉菌组（MG）人参的株高与QS组相比显著增加（P＜0.05），尖孢镰刀菌组人参的株高与QS组无显著性差异（P＞0.05）。添加尖孢镰刀菌能抑制人参皂苷Rg1的合成，而绿色木霉菌显著促进人参皂苷Rg1的合成，添加低、中浓度尖孢镰刀菌使Re、Rb1含量增高，而高浓度尖孢镰刀菌使Re、Rb1含量降低。添加高浓度木霉菌则可显著促进Re、Rb1的合成。
结论：人参根系分泌的人参皂苷和酚酸类等水溶性物质可作为致病镰刀菌的化学诱导剂，但对木霉菌诱导增殖作用不显著，这一发现有利于深入探索自然条件下人参、致病镰刀菌及木霉菌之间的相互作用，对阐明引起人参连作障碍的生物学机制具有重要理论意义。外源添加尖孢镰刀菌和绿色木霉菌均会引起人参根际土壤真菌多样性和丰富度降低，从而引起栽参土壤微生态失衡。添加高浓度木霉菌能显著促进人参植株的生长和人参皂苷Rg1、Re和Rb1的合成；接种致病镰刀菌对人参植株生长无显著影响，却在一定程度上促进人参皂苷Re、Rb1的生成。