怀地黄生产过程中存在两大难题目前还难以解决，一是不能连作，种植过怀地黄的土地需要间隔8-10年才能再用作怀地黄种植，否则出现严重生长障碍，甚至大片死亡；另一个就是根腐病或斑枯病等病害危害造成严重减产。最近研究发现，一些植物内生菌在土壤里有一定的活性，其对大分子有机物的分解作用和对其他病原微生物的拮抗作用等可能有利于上述问题的解决。因此我们从药用植物怀地黄中分离筛选具有抗菌生防活性的内生细菌，制成菌剂，通过盆栽和大田实验，将菌剂施加到怀地黄根际土壤中，在不同生长时期检测活性内生菌菌剂对怀地黄生长状况、根际土壤化学性质、酶活性的影响，监测其土壤微生物区系的动态变化，探讨植物内生细菌作为益生菌在预防植物病害和克服连作障碍方面的可行性。具体研究成果包括如下几方面：(1)利用平板分离法从新鲜的怀地黄块根中分离内生细菌，选择大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉、地黄斑枯病病原菌和地黄根腐病病原菌作为供试菌株，采用点菌法、平板对峙法和菌饼法测定其抗菌活性。共分离获得32株怀地黄内生细菌,其中30株菌对上述5种供试菌的一种或多种具有抗菌活性，8株细菌对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和黑曲霉有拮抗作用，2株细菌对选取的5种供试菌都有拮抗作用，且抗菌活性较强。通过16S rRNA基因序列分析，这32株怀地黄内生菌主要分布在芽孢杆菌属、假单胞菌属和大肠埃希氏菌属，其中对地黄斑枯病和根腐病都具有拮抗作用的内生菌主要集中在芽孢杆菌属中。（2）怀地黄活性内生细菌对植物病害的防治有一定的改善作用，盆栽研究结果显示，施加病菌的盆栽苗发病率为100%，而同时施加病菌和菌剂a的怀地黄明显具有抗根腐病和斑枯病的生防作用，防效分别达到33％和44％。大田试验表明，连作土壤为施加菌剂的对照组发病率达到了68%，菌剂1处理为20%，比对照降低了48%。菌剂2处理发病率为24%，比对照降低了44%。且菌剂处理的发病植株，病情不严重，主要集中在1级，对照组发病最严重的达到了5级。（3）大田试验监测了怀地黄生长过程中植株和土壤的动态变化,植株的生长状况、土壤化学性质和土壤酶活性在怀地黄不同生长时期有不同的变化。从Q-PCR结果可以看出在连作土壤的种植过程中细菌始终是优势菌群，土壤的细菌数量明显高于真菌数量,与对照相比，连作土壤在膨大期和收获期数量都有所降低，真菌数量是逐渐上升的过程。随着种植时间的推进，真菌/细菌逐渐升高。头茬膨大期土壤与连作土壤膨大期土壤微生物丰度比较，细菌和真菌数量都明显高于连作土壤。头茬收获期土壤细菌丰度为4.74×1014copies/g，略低于连作土壤细菌丰度4.91×1014copies/g,头茬土壤真菌丰度为1.54×103copies/g显著高于连作的土壤真菌丰度9.78×102copies/g。头茬和连作土壤在膨大期和收获期，细菌真菌丰度都明显低于种植前。由高通量分析结果可知，怀地黄不同生长时期根际土壤优势细菌比例有一定的变化，其中变化较大的是在收获期时放线菌比例迅速降低，头茬土壤由膨大期时的23.38%降低到5.12%，连作土壤由膨大期时的18.10%降低到7.05%。由头茬土壤与连作土壤根际细菌的优势菌群比较可知，在膨大期和收获期时细菌优势菌差异不显著。在怀地黄根际土壤体系中真菌的优势菌群主要分布在未分类菌属Unclassified、耐冷酵母Guehomyces、链格孢属Alternaria、子囊菌属Ascomycota_norank、Fungi_norank。头茬种植过程中，耐冷酵母比例迅速升高，种植前为18.33%，膨大期升高到49.19%，收获期为49.15%。头茬种植中，链格孢属比例迅速降低，种植前为20.95%，膨大期降低到2.54%，收获期为1.81%。梭孢壳属Thielavia比例也迅速降低。在连作种植过程中，未分类菌属迅速增加，耐冷酵母大比例减少，梭孢壳属几乎消失，子囊菌属和Ascomycota_norank比例显著升高。赤霉属Gibberella在种植过程在比例逐渐降低在连作土壤收获期时消失。（4）植物内生细菌作为益生菌在克服地黄连作障碍方面的作用是：两组菌剂处理对连作土壤怀地黄生长状况有极大的改善，在膨大期菌剂处理组效果极为明显。方差分析表明，在苗期，菌剂2处理组的叶片长、叶片宽、株高显著高于菌剂1，菌剂1显著高于对照。在盘棵期，菌剂处理组的叶片宽与对照相比，达到了显著水平。叶片长和株高也略有提高。在膨大期效果最明显，两组菌剂处理的叶片长、叶片宽、株高都显著高于对照。微生物菌剂对土壤化学性质有一定的改善：在苗期、盘棵期、膨大期菌剂2处理的土壤pH明显高于对照，达到了显著水平，在盘棵期时，菌剂2处理的连作土壤pH达到了7.06。施加菌剂2处理组土壤有机质含量明显升高，对土壤总氮、总磷含量影响不显著。微生物菌剂对连作土壤脲酶和蔗糖酶活性都有提高，对土壤过氧化氢酶活性影响不显著。