新发现!广西甘蔗土中分离出可抗香蕉枯萎病的暗隔内生真菌新种

【字体: 时间:2025年05月06日 来源:Biological Control 3.7

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  香蕉枯萎病(FWB)由尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)引起,严重威胁香蕉种植。研究人员从甘蔗土壤中分离出暗隔内生真菌新种酸霉属嗜糖菌(Acidomelania saccharicola)LZ3。结果显示其能抑制病菌生长、促进香蕉生长,为香蕉枯萎病防治提供新方向。

  香蕉,作为热带和亚热带地区经济价值极高的水果作物,深受人们喜爱。然而,一种名为香蕉枯萎病(FWB)的 “恶魔” 却在悄然威胁着它的生存。香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp. cubense,简称Foc)引起的土传病害,就像隐藏在土壤里的 “定时炸弹”,一旦爆发,后果不堪设想。自 1874 年在澳大利亚首次被发现后,它迅速在全球香蕉种植区蔓延,给香蕉产业带来了巨大的经济损失。尤其是Foc Race 4,其分为热带小种 4(Foc TR4)和亚热带小种 4(Foc STR4),在多个地区肆虐,让香蕉种植户们苦不堪言。
由于Foc能在土壤中长期存活,化学防治效果不佳,且缺乏优质抗病香蕉品种,寻找有效的生物防治方法迫在眉睫。在这样的背景下,广西的研究人员勇敢地向这个难题发起挑战,开展了一项意义重大的研究。他们的研究成果发表在《Biological Control》上,为香蕉枯萎病的防治带来了新的希望。

研究人员采用了多种关键技术方法来开展这项研究。首先是菌株的分离与鉴定技术,他们从广西柳州甘蔗种植园土壤中分离菌株,通过形态学观察和分子测序(包括对 LSU 和 ITS 区域进行扩增、测序及序列分析)来确定菌株特性 。接着利用共生培养与观测技术,研究菌株对香蕉生长和枯萎病的影响,通过观察香蕉根际定植情况、测定植株生物量、记录发病率等指标来评估效果 。此外,还运用抗氧化酶活性测定技术,检测香蕉叶片中 MDA 含量以及 POD 和 SOD 等抗氧化酶的活性,以此探究菌株对香蕉抗逆性的作用机制。

菌株特性研究


研究人员从甘蔗土壤中分离出多个菌株,经致病性测试,发现菌株 LZ3 不仅对番茄无致病性,还能促进其生长。在番茄根中观察到 LZ3 的黑色素化菌丝,虽无典型微菌核,但确定其为暗隔内生真菌(DSEs),并将其命名为酸霉属嗜糖菌(Acidomelania saccharicola)LZ3。通过形态学观察,发现该菌株在不同培养基上有独特的菌落形态,且其菌丝和厚垣孢子也具有特征性。分子测序和系统发育分析表明,A. saccharicola LZ3 与其他已知物种存在明显差异,是一个新物种,这一发现丰富了Acidomelania属的多样性。

对香蕉生长和枯萎病抗性影响研究


研究人员通过共培养实验发现,A. saccharicola LZ3 能显著促进香蕉生长,使香蕉植株的鲜重和干重明显增加。同时,该菌株能有效定植在香蕉根的表皮和皮层细胞中,形成稳定的共生关系。在接种Foc-STR4 后,与未接种 LZ3 的对照组相比,接种 LZ3 的香蕉植株枯萎病发病率显著降低,在培养皿实验中防治效果可达 73.48%,盆栽实验中为 52.82%,这表明A. saccharicola LZ3 能增强香蕉对枯萎病的抗性。

田间实验效果研究


在香蕉枯萎病重灾区进行的田间实验中,种植接种A. saccharicola LZ3 的香蕉植株(香蕉 - LZ3 共生体)后发现,在前期,香蕉 - LZ3 共生体的发病率为 0%,而未接种的对照组发病率达 13.89%,防治效果高达 93.33%。虽然随着时间推移,防治效果有所下降,但到 2019 年 6 月 18 日,香蕉 - LZ3 共生体的发病率仍低于对照组,且对照组植株果实发育异常,而共生体植株果实发育正常,这充分证明了A. saccharicola LZ3 在田间也能有效减轻香蕉枯萎病的危害,保障香蕉的正常生长和果实发育。

对香蕉抗氧化酶活性影响研究


研究人员测定了不同处理组香蕉叶片中 MDA 含量和抗氧化酶活性。结果发现,接种Foc-STR4 后,对照组香蕉叶片中 MDA 含量显著上升,表明细胞受到损伤;而接种 LZ3 的香蕉植株(LZ3 + FOC4 组)MDA 含量虽有所上升,但与对照组相比差异不显著。在抗氧化酶活性方面,LZ3 + FOC4 组的 POD 和 SOD 活性在接种后迅速增加,且显著高于仅接种Foc-STR4 的组,这说明A. saccharicola LZ3 能激活香蕉的抗氧化防御系统,增强植株清除活性氧的能力,减轻细胞氧化损伤,从而提高香蕉对枯萎病的抗性。

研究表明,A. saccharicola LZ3 是从甘蔗土壤中分离出的暗隔内生真菌新种,它能与香蕉根形成共生关系,显著增强香蕉对枯萎病的抗性。其作用机制可能与激活香蕉的抗氧化防御系统,提高 POD 和 SOD 等抗氧化酶活性,降低 MDA 积累有关。这一研究为香蕉枯萎病的生物防治提供了新的有效途径,也为进一步研究暗隔内生真菌在植物病害防治中的应用奠定了基础。不过,A. saccharicola LZ3 生物防治活性的具体分子机制仍有待深入探究,未来可围绕其与香蕉及根际微生物的相互作用展开研究,挖掘更多潜在价值,为香蕉产业的可持续发展保驾护航。

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