本土根际促生菌(PGPR)增强印度沿海可可生长及防控棕榈疫霉果腐病的应用研究

本研究针对可可生产中由棕榈疫霉(Phytophthora palmivora)引起的果腐病问题，研究人员从印度安得拉邦沿海可可根际分离筛选出具有生防潜力的本土植物根际促生菌(PGPR)，通过16S rRNA鉴定、体外拮抗及田间试验，证实假单胞菌属(Pseudomonas)及斯氏菌(Stutzerimonas)菌株可显著抑制病原菌生长、提高种子萌发率及田间产量，为可可可持续种植提供了有效的生物防治策略。

　　

可可（Theobroma cacao L.）被誉为“神的食物”，是一种重要的多年生热带经济作物，其豆粒是巧克力生产的主要原料，全球年产量超过500万吨，维系着数百万农户的生计。然而，可可生产面临诸多生物与非生物胁迫，其中由棕榈疫霉（Phytophthora palmivora）引起的果腐病（又称黑果病）是制约产量的主要生物因素，每年可导致约30%的产量损失，经济损失高达38亿美元。目前生产上仍高度依赖铜基杀菌剂等化学药剂，但长期使用不仅可能引发病原菌抗药性，还会对土壤健康及环境造成负面影响。因此，开发高效、可持续的生物防治策略成为可可产业亟待解决的问题。

在这一背景下，植物根际促生菌（Plant Growth-Promoting Rhizobacteria, PGPR）因其具有促进植物生长、抑制病原菌及诱导系统抗性等多重功能，近年来受到广泛关注。假单胞菌（Pseudomonas）等根际细菌已被证明对多种作物病害具有生防潜力，但针对可可–棕榈疫霉系统的本土PGPR资源挖掘及田间应用研究仍较为有限。

为此，研究人员从印度安得拉邦沿海地区的可可根际土壤中分离出50株细菌菌株，通过体外酶活性和拮抗实验筛选出6株具有潜力的PGPR菌株，进一步通过16S rRNA测序鉴定其分类地位，并评估其对可可种子萌发、幼苗生长及田间果腐病的防控效果。该研究发表于《BMC Plant Biology》，为可可绿色生产提供了重要的菌种资源和实践依据。

本研究采用的主要关键技术方法包括：从可可根际土壤中分离细菌并进行纯化培养；通过水解酶活性、铁载体产生、溶磷能力及体外拮抗实验筛选高效菌株；利用16S rRNA基因测序进行分子鉴定；开展种子处理实验评估PGPR对萌发和幼苗长势的影响；通过田间试验（2022–2023及2023–2024两个生产季）分析不同菌株组合及浓度对病害严重度、产量及经济效益的影响。

Biochemical characterization of bacterial isolates

研究人员对50株根际细菌进行了系统的生化特性分析。所有菌株均显示过氧化氢酶（Catalase）、氧化酶（Oxidase）、硝酸盐还原、柠檬酸盐利用、甲基红、Voges-Proskauer（VP）试验、氨产生、脲酶和明胶液化阳性反应，表明这些菌株具有广泛的代谢多样性及根际适应能力。其中，有24株（48%）显示纤维素酶活性，NEG27、NEG14和NWG12的透明圈直径分别达到14 mm、13 mm和12 mm；34株（68%）具有淀粉酶活性，透明圈范围在4–14 mm之间，但无一株显示几丁质酶活性。此外，所有菌株均具有溶磷能力，46%的菌株能产生铁载体，56%的菌株可分泌吲哚-3-乙酸（IAA），这些特性为其促生和生防功能提供了基础。

Symptomatology, morphological characters and pathogenicity of P. palmivora

研究人员从安得拉邦东戈达瓦里区的感病可可果样本中分离出棕榈疫霉（Phytophthora palmivora），该病原侵后果实表面出现巧克力褐色斑点，迅速扩展至整个果实，内部豆粒腐烂并产生鱼腥味。形态学观察显示，其孢子囊呈梨形、具乳突且具短柄；厚垣孢子球形，顶生或间生，壁厚。病原性接种实验证实该菌可导致典型果腐症状。

Molecular detection and phylogeny

通过16S rRNA基因测序，6株优良细菌被鉴定为：NEG27和NEG3属于荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens），NWG12为斯氏菌（Stutzerimonas stutzeri，原Pseudomonas stutzeri），NEG14、NEG16和NSK3为耳炎假单胞菌（Pseudomonas otitidis）。病原菌棕榈疫霉通过ITS、β-tubulin和COX-II基因区域扩增和测序，进一步确认其分类地位。

In-vitro antagonism of bacterial isolates against P. palmivora

采用平板对峙培养法评估50株细菌对棕榈疫霉的抑制效果。其中，NEG27抑制率最高，达82.26%，其次为NWG12（77.41%）和NEG14（76.30）。对峙培养4天后，仅有9株菌仍能产生明显抑菌圈。

显微镜观察表明，PGPR菌株可引起棕榈疫霉菌丝严重瓦解、畸形、孢囊内游动孢子变形、菌丝顶端崩解等超微结构损伤，说明其拮抗机制可能涉及抗生物质分泌和直接菌丝破坏。

Rhizobacterial treatment on germination and vigour index in cocoa seeds

用6株PGPR菌株悬浮液（2×10⁸ CFU/mL）处理可可种子（品种VTLCH-2）后，萌发率和幼苗活力显著提高。NEG27处理组的萌发率最高（84.44%），对照为62.22%；该处理还使幼苗根长和茎长分别达到18.22 cm和17.05 cm，幼苗活力指数（Vigour index）提高至3056.73，相比对照（564.67）增长441.84%。其他菌株如NEG3、NWG12也表现出显著促生效果。

Field testing of promising PGPR isolates on pod rot disease suppression, AUDPC and yield of cocoa

在2022–2023和2023–2024两个生产季中，研究人员在农民田间开展了PGPR防控试验。结果表明，1.5%浓度的NEG27、NWG12和NSK3组合处理（T21）能显著降低病害严重度，其病害进展曲线下面积（AUDPC）为548.10，显著低于对照（1912.90），防控效果与0.3%铜基杀菌剂处理相当。该处理还显著提高了单果重（550.62 g）、鲜豆重（43.85 g/20豆）和干豆重（22.12 g/20豆），产量达到3275 kg/ha，效益成本比（B:C ratio）为6.7，接近化学处理（7.06），表明其具备良好的经济可行性。

研究结论与意义

本研究成功从印度安得拉邦沿海可可根际分离出多株具有广谱促生和抗病功能的土著PGPR菌株，其中荧光假单胞菌NEG27、斯氏菌NWG12及耳炎假单胞菌NSK3等菌株表现尤为突出。它们通过产生铁载体、IAA、溶解磷酸盐、抑制病原菌生长等多种机制，显著促进可可种子萌发和幼苗生长，并在田间有效控制了棕榈疫霉果腐病的发生。

该研究不仅为可可生产提供了可替代化学药剂的生物防治方案，也凸显了利用本土微生物资源进行绿色作物管理的巨大潜力。未来研究可着眼于这些优良菌株的复合制剂开发、大田推广以及抗病机制深入解析，进一步推动可可种植的可持续发展。