基于PGPF与Melithorin?的生化分子协同策略增强番茄对根结线虫的免疫防御机制

【编辑推荐】本研究针对番茄根结线虫（Meloidogyne incognita）防治难题，通过评估4种植物促生真菌（PGPF）和化学药剂Melithorin?（fosthiazate 90%）的协同作用，发现Melithorin?可致94%线虫死亡，PGPF中Aspergillus niger效果最佳（92.6%）。研究揭示了真菌代谢产物（如1H-苯并三唑）的杀线虫活性，并通过降低MDA和H2 O2 水平、激活POD/PPO酶系证实其缓解氧化应激的机制，为绿色农业提供新策略。

　　

番茄作为全球重要经济作物，长期遭受根结线虫（Meloidogyne incognita）的毁灭性侵害。这种微小寄生虫通过侵染根系形成根瘤，导致水分和养分吸收受阻，造成30%-80%的产量损失，严重时果实尺寸缩减20%-40%。传统化学杀线剂虽有效，但存在环境毒性及抗药性问题。在此背景下，埃及开罗爱资哈尔大学理学院植物病理学研究团队创新性地将植物促生真菌（PGPF）与新型有机磷杀线剂Melithorin?（fosthiazate 90%）联用，从生化分子层面探索番茄抗线虫免疫机制，相关成果发表于《Physiological and Molecular Plant Pathology》。

研究采用实验室生物测定与温室实验相结合，通过GC-MS分析真菌代谢物，并检测丙二醛（MDA）、过氧化氢（H₂
O₂
）等氧化应激指标及PPO/POD酶活性。供试PGPF包括Verticillium lecanii、Penicillium buchwaldii等4种菌株，线虫样本来源于埃及农业研究中心（ARC）。

评价线虫幼虫死亡率
96小时暴露实验显示，Melithorin?以94%死亡率居首，Aspergillus niger达92.6%。温室试验中Melithorin?使根瘤数和线虫种群分别减少96.6%和84.9%，V. lecanii与A. niger表现优于其他菌株。

代谢物解析
GC-MS鉴定出关键活性成分：V. lecanii含1H-苯并三唑，P. buchwaldii产脱硫芥子苷，A. photistica与A. niger共享酚类化合物2,2'-亚甲基双[6-(1,1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚]，这些物质可能通过破坏线虫表皮或干扰其代谢发挥毒性。

生化防御激活
线虫侵染导致番茄MDA和H₂
O₂
水平显著升高，而PGPF处理组通过提升总酚含量及PPO2/PPO4同工酶表达，有效缓解氧化损伤。Melithorin?处理组的PPO3表达尤为突出，表明化学-生物协同可多途径增强植物免疫力。

该研究证实Melithorin?与PGPF（特别是A. niger）能通过直接杀灭线虫和诱导系统抗性双重机制发挥作用。发现的真菌代谢物为新型生物农药开发提供候选分子，而PPO同工酶的差异激活模式为抗病育种提供分子标记。这种化学-生物联合策略既保持了防治效率，又降低环境风险，对可持续农业发展具有重要实践价值。