探究枯草芽孢杆菌与哈茨木霉对蚕豆枯萎病的生物防治潜力及其生理机制

本研究针对蚕豆枯萎病(Fusarium verticillioides, FV)这一严重威胁蚕豆生产的病害，创新性地评估了枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis, BS)和哈茨木霉(Trichoderma harzianum, TH)的生物防治效果。通过体外和盆栽实验，发现TH对FV的菌丝抑制率达68.20%，显著优于BS(45.88%)；田间试验中TH使蚕豆品种'Giza-716'和'Sakha-101'的发病率分别降低70.58%和72.22%，同时提升过氧化物酶(POD)活性达289.60%。研究证实这两种生防菌通过激活植物抗氧化系统、促进结瘤固氮等机制实现病害防控与产量提升，为绿色农业提供重要策略。

　　

蚕豆作为埃及重要的经济作物，不仅是人类和动物的优质蛋白来源，还能通过固氮作用改善土壤质量。然而，由尖孢镰刀菌(Fusarium verticillioides, FV)引起的枯萎病可导致蚕豆减产30%-100%，传统化学防治又存在环境污染问题。面对这一挑战，来自埃及艾资哈尔大学等机构的研究团队Mohamed S. Attia等人在《Scientific Reports》发表研究，系统评估了哈茨木霉(TH)和枯草芽孢杆菌(BS)对蚕豆枯萎病的生物防治效果及其生理机制。

研究采用体外对峙培养和盆栽实验相结合的方法。通过双培养技术测定生防菌对FV的抑制率，设置健康对照组、FV感染组及BS/TH/化学药剂Rizolex处理组，监测45天内的发病率(DI)。同时分析叶片光合色素含量、根瘤数量、抗氧化酶(PPO、POD)活性及酚类、脯氨酸等防御物质积累，综合评价生防效果。

病原菌确认与体外拮抗
通过形态学鉴定确认FV菌株（菌落呈粉红色棉絮状，产2-5μm微孢子）。体外实验显示TH和BS分别对FV产生68.20%和45.88%的菌丝抑制率，其中TH通过菌丝缠绕和次级代谢产物显著限制病原菌扩展。

病害控制效果
盆栽试验中，FV使'Sakha-101'和'Giza-716'品种发病率达90%和85%。TH处理使两品种DI均降至25%，保护效果达70.58%-72.22%，优于BS(44.11%-50%)和化学药剂Rizolex(77.77%-85.29%)。值得注意的是，TH处理的'Sakha-101'表现出最高POD活性(289.60 U/g Fwt/h)，表明其强烈激活植物防御系统。

生理与生化响应
感染FV导致蚕豆叶绿素a下降42%-78.8%，而TH处理使两品种叶绿素a恢复78.8%和40.6%。更显著的是，TH使类胡萝卜素含量提升84.16%-121.63%，增强光保护能力。防御物质方面，TH处理的植株酚类含量最高达227.7%，脯氨酸积累增加121.79%-136.88%，协同增强抗逆性。

根瘤发育与产量提升
FV感染使根瘤数减少56.87%-73.57%，而TH处理使'Sakha-101'根瘤数恢复85.48%， leghemoglobin含量达0.54 mg/g（健康对照为0.59）。最终TH使'Sakha-101'单株荚数、种子重量分别增加90.98%和127.35%，显著逆转FV造成的减产。

讨论与结论
该研究揭示TH通过多重机制发挥生防作用：直接抑制病原菌生长、激活植物抗氧化系统(PPO/POD)、诱导防御物质积累，同时促进根瘤菌共生固氮。相较于BS主要依赖抗菌脂肽，TH的菌寄生作用和酶系统使其对蚕豆枯萎病表现出更稳定的防控效果。研究为替代化学农药提供了可靠方案，尤其针对'Sakha-101'等敏感品种，TH处理可实现病害控制与产量提升的双重效益。未来研究可优化TH的制剂工艺与田间施用策略，进一步推动其在可持续农业中的应用。