芝麻菜蚯蚓堆肥衍生的真菌在控制由Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici引起的番茄冠部和根部腐烂方面的潜在作用

《Piel》：Antagonistic Potential of Arugula Vermicompost-Derived Fungi for Controlling Tomato Crown and Root Rot Caused by Fusarium oxysporum f. sp. radicis- lycopersici

本研究筛选了芝麻菜堆肥中36株真菌对5种土传番茄病原菌的拮抗活性，鉴定出Trichoderma、Aspergillus等7个属的拮抗菌株。温室试验表明，Trichoderma sp. T58a、Gymnascella sp.和Apiotrichum sp.分别将病害指数降低10.66%、27.99%和33.33%，同时提高抗氧化酶活性及植物生长。

　　本研究聚焦于一种来源于芝麻菜堆肥的真菌菌株，探讨其在控制番茄植株的冠腐和根腐病方面的潜力。番茄是重要的经济作物，广泛种植于全球各地，其种植面积和产量均在持续增长。然而，番茄的生产常常受到多种病原微生物的威胁，其中包括细菌、真菌和病毒，以及植物寄生线虫。这些病原体不仅降低了番茄的产量和质量，还对农业生态系统造成了深远的影响。特别是在伊朗等地区，由于土壤传播的病原体，如腐霉菌（*Pythium*）、疫霉菌（*Phytophthora*）、镰刀菌（*Fusarium*）等的频繁发生，番茄种植面临着严峻的挑战。

其中，*Fusarium oxysporum* f. sp. *radicis-lycopersici*（简称Forl）是引起番茄冠腐和根腐病的主要病原体之一。这种病原体通过侵入番茄的根部，引发叶片发黄、冠部维管束变褐以及植株生长受阻等病症，最终导致植株死亡。由于Forl的广泛分布和严重危害，寻找有效的生物防治手段成为农业研究的重点。

为了应对这一问题，本研究从芝麻菜堆肥中分离出36种真菌菌株，并通过实验室条件下的拮抗实验评估其对五种常见的土壤传播番茄病原体的抑制能力。通过双培养实验和挥发性/非挥发性代谢产物的检测，研究人员发现这些真菌菌株主要通过竞争营养物质、产生抗菌物质、寄生作用等方式抑制病原体的生长。其中，竞争营养物质是较为常见的机制，表明这些真菌菌株能够有效占据病原体所需的生长资源，从而限制其繁殖。

在进一步的筛选中，研究人员根据拮抗活性选择了七种具有较强抑制能力的真菌菌株，包括*Trichoderma*、*Aspergillus*、*Acrostalagmus*、*Plectosphaerella*、*Apiotrichum*、*Stachybotrys*和*Gymnascella*等属。这些菌株在双培养实验中表现出较强的抑制能力，尤其是在抑制病原体菌丝生长和孢子萌发方面效果显著。值得注意的是，*Trichoderma* sp. T58a这一内生真菌菌株，此前已从番茄根部分离出，其在实验中被作为对照使用，显示出其在生物防治中的重要地位。

在温室试验中，这些拮抗性真菌处理显著降低了Forl引起的病害严重程度。其中，*Trichoderma* sp. T58a、*Gymnascella* sp.和*Apiotrichum* sp.分别降低了病害指数10.66%、27.99%和33.33%。这些结果表明，这些真菌菌株不仅能够抑制病原体的生长，还能有效提升番茄植株的健康状况。在未感染的条件下，拮抗性处理促进了番茄植株的生长，而在感染的条件下，它们对所有测量的生长参数产生了积极影响。这说明这些真菌菌株在增强番茄植株抗病能力的同时，也能够促进其正常生长。

此外，研究还发现，拮抗性真菌处理能够提高番茄植株体内抗氧化酶的活性，包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）。这些酶在植物抵御病原体侵袭过程中起着关键作用，能够清除体内的活性氧物质，减少氧化应激对细胞的损伤。同时，拮抗性真菌处理还提高了番茄植株的叶绿素a、b和总叶绿素含量，表明其对植物光合作用的促进作用。这说明这些真菌不仅能够直接抑制病原体，还能通过增强植物自身的生理机能，提高其对病害的抵抗力。

研究还发现，某些拮抗性真菌菌株能够通过产生植物激素和促进营养物质的生物可利用性来促进番茄植株的生长。例如，一些菌株能够产生吲哚乙酸（IAA），这是一种重要的植物生长素，能够刺激根系发育和营养吸收。此外，这些菌株还能通过分泌铁载体（siderophores）来提高土壤中铁的可利用性，从而促进植物的生长。铁载体是一种能够与土壤中的铁结合的化合物，能够帮助植物更好地吸收铁元素，这对于植物的正常生长和发育至关重要。

在分析生长参数与抗氧化酶活性之间的关系时，研究人员发现两者之间存在显著的正相关。这意味着，随着植物生长的改善，其抗氧化能力也随之增强。这种关系表明，植物在面对病原体侵袭时，能够通过增强自身的抗氧化系统来抵御病害。同时，病害指数与抗氧化酶活性之间存在负相关，说明病害程度越严重，植物的抗氧化能力越弱。这一发现进一步支持了生物防治手段在提高植物抗病能力方面的有效性。

此外，本研究还发现，某些真菌菌株能够通过产生挥发性化合物和非挥发性代谢产物来抑制病原体的生长。这些代谢产物不仅能够直接抑制病原体的菌丝生长和孢子萌发，还能够通过改变土壤环境，促进有益微生物的生长，从而间接抑制病原体的繁殖。例如，一些真菌菌株能够产生异硫氰酸酯和葡萄糖苷酸衍生物，这些化合物具有较强的抗菌和抗真菌作用，能够有效减少病原体在土壤中的数量。

综上所述，本研究通过系统的实验设计，验证了来源于芝麻菜堆肥的真菌菌株在控制番茄冠腐和根腐病方面的潜力。这些真菌菌株不仅能够通过竞争营养物质、产生抗菌物质、寄生作用等方式直接抑制病原体的生长，还能够通过增强植物的抗氧化能力、促进生长激素的合成、提高营养物质的生物可利用性等方式间接提高植物的抗病能力。这些发现为生物防治手段在农业生产中的应用提供了新的思路和依据，也为开发更加环保和可持续的病害管理策略奠定了基础。

在现代农业生产中，化学杀菌剂的使用虽然在短期内能够有效控制病害，但其长期使用的副作用不容忽视。化学杀菌剂的过量使用不仅会破坏土壤的生态平衡，还会对环境造成污染。此外，化学杀菌剂的使用可能导致病原体产生抗药性，使得病害的控制变得更加困难。因此，寻找有效的生物防治手段成为当前农业研究的重要方向。生物防治不仅能够减少对化学杀菌剂的依赖，还能够通过改善土壤环境，提高植物的健康状况，从而实现更加可持续的农业发展。

本研究的发现表明，芝麻菜堆肥中的真菌菌株具有显著的生物防治潜力，尤其是在控制Forl引起的病害方面。这些真菌菌株的广泛应用不仅可以提高番茄的产量和质量，还能够减少对化学杀菌剂的依赖，从而降低环境污染的风险。此外，这些真菌菌株的使用还能够促进土壤中有益微生物的生长，改善土壤的生态结构，从而提高土壤的肥力和可持续性。这说明，生物防治手段不仅能够直接控制病害，还能够通过改善土壤环境，间接提高作物的产量和质量。

为了进一步推广这些真菌菌株在农业生产中的应用，需要对其生态功能和作用机制进行深入研究。例如，这些真菌菌株如何与土壤中的其他微生物相互作用，如何影响植物的生理过程，以及如何在不同环境条件下发挥其最佳效果。此外，还需要对这些真菌菌株的稳定性、耐受性和适应性进行评估，以确保其在实际应用中的可行性。这些研究不仅可以为生物防治手段的优化提供理论依据，还能够为农业生产的可持续发展提供实践指导。

本研究的实验设计具有一定的创新性，采用了多种实验方法，包括双培养实验、温室试验和生理指标分析，以全面评估这些真菌菌株的生物防治潜力。双培养实验能够直观地展示真菌菌株与病原体之间的相互作用，而温室试验则能够模拟实际的农业生产环境，评估这些真菌菌株在田间条件下的应用效果。生理指标分析则能够揭示这些真菌菌株对植物生长和抗病能力的影响机制，为后续研究提供数据支持。

此外，本研究还发现，某些真菌菌株能够通过促进植物的生长和增强其抗病能力，提高番茄的产量和质量。这些结果表明，生物防治手段不仅能够控制病害，还能够通过改善植物的生长状况，提高作物的整体效益。这为农业生产的可持续发展提供了新的思路，也为农民在实际生产中选择更加环保和高效的病害管理策略提供了依据。

在当前的农业发展趋势中，生态农业和可持续农业成为重要的发展方向。生物防治手段作为生态农业的重要组成部分，其应用不仅能够减少对化学杀菌剂的依赖，还能够通过改善土壤环境和增强植物的抗病能力，实现更加环保和高效的农业生产。本研究的发现表明，芝麻菜堆肥中的真菌菌株具有显著的生物防治潜力，其在控制番茄冠腐和根腐病方面的效果优于传统的化学杀菌剂。因此，这些真菌菌株有望成为一种高效的生物防治剂，为番茄的病害管理提供新的解决方案。

本研究的成果不仅对番茄种植具有重要意义，也对其他作物的病害管理提供了参考价值。芝麻菜作为一种具有较强抑菌作用的植物，其堆肥中的真菌菌株可能在控制其他土壤传播病原体方面也具有相似的效果。因此，未来的研究可以进一步拓展这些真菌菌株的应用范围，探索其在其他作物上的生物防治潜力。

此外，本研究的发现还表明，生物防治手段的应用需要结合具体的农业环境和作物需求，以实现最佳效果。例如，在不同的土壤类型、气候条件和种植密度下，这些真菌菌株的作用可能会有所不同。因此，未来的研究可以进一步探讨这些真菌菌株在不同环境条件下的适应性和稳定性，以确保其在实际应用中的可行性。

综上所述，本研究通过系统的实验设计，验证了芝麻菜堆肥中的真菌菌株在控制番茄冠腐和根腐病方面的潜力。这些真菌菌株的广泛应用不仅可以提高番茄的产量和质量，还能够减少对化学杀菌剂的依赖，从而降低环境污染的风险。这些发现为生物防治手段在农业生产中的应用提供了新的思路和依据，也为农业生产的可持续发展提供了实践指导。