山莨菪（Anisodus tanguticus）是茄科山莨菪屬的特有植物，也是重要藏藥和工業(yè)原料，用于生產(chǎn)臨床上重要的托品烷類生物堿：樟柳堿、山莨菪堿、東莨菪堿和阿托品等，可治療眩暈癥、有機磷中毒、帕金森病和其他疾病。資源長期依賴野生采集，人工栽培技術(shù)不足，其可持續(xù)利用面臨挑戰(zhàn)。

中國科學(xué)院西北高原生物研究所高原藥用資源生態(tài)保護與繁育研究團隊以山莨菪為研究對象，基于微生物組和不同磷肥添加水平下生物堿含量的靶向測定，分析了磷肥添加對山莨菪生物堿含量的影響，揭示了土壤-微生物-植物相互作用的新機制。研究表明：磷肥通過雙重途徑對生物堿含量產(chǎn)生影響。一方面，土壤氮磷比例失調(diào)打破了土壤微生物氮循環(huán)的平衡，促使更多的細(xì)菌通過硝化-反硝化等過程獲得氮源和碳源，體現(xiàn)了磷肥添加下生物堿合成所需的氮源和能量的缺乏，干擾了植物次生代謝的資源分配；另一方面，磷肥添加重構(gòu)了微生物群落的功能布局，表現(xiàn)為低磷環(huán)境下菌根共生系統(tǒng)對碳、氮、磷的協(xié)同代謝增強，而高磷環(huán)境下病原真菌大量繁殖阻礙了生物堿在植物體內(nèi)的合成和積累。這種微生物功能群落的生態(tài)位分化表明土壤養(yǎng)分?jǐn)_動會改變微生物代謝網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而調(diào)控藥用植物的次生代謝，為分析人工栽培中土壤管理、微生物功能和藥材質(zhì)量之間的耦合關(guān)系提供了理論依據(jù)，明確了養(yǎng)分-微生物-代謝的級聯(lián)調(diào)控效應(yīng)，為山莨菪的高效利用和價值提升提供了新見解。未來的研究應(yīng)重點關(guān)注基于微生物功能調(diào)控的精準(zhǔn)施肥策略，以實現(xiàn)藥用植物栽培中產(chǎn)量和品質(zhì)的協(xié)同提升。

研究結(jié)果以?Integrated microbiological and metabolomic analyses reveal the mechanism by which P addition affects the quality of Anisodus tanguticus?為題發(fā)表在?Industrial Crops and Products（中國科學(xué)院一區(qū)Top，IF 5.6）。西北高原所碩士研究生張發(fā)梅為第1作者，周國英研究員為通訊作者。該研究得到青海省重大科技專項（2023-SF-A5）、2023年中央林業(yè)改革發(fā)展基金和2024年中央林業(yè)改革發(fā)展基金的共同資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.120956

P添加下微生物功能分異