编辑推荐：
本文聚焦禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum），探究柠檬酸（CA）对其影响。发现 CA 可通过上调碳源代谢相关酶促进菌体生长，通过调控聚酮合成酶改变菌丝色素，同时显著抑制 B 型单端孢霉烯族毒素合成相关 Tri 基因及蛋白表达。
禾谷镰刀菌（
Fusarium graminearum）是全球范围内危害小麦、玉米等作物的重要病原真菌，其引发的赤霉病等不仅导致粮食减产，还会因产生单端孢霉烯族毒素（如脱氧雪腐镰刀菌烯醇 DON 等 B 型毒素）威胁人类健康。本研究针对植物根系分泌物及重金属螯合剂柠檬酸（CA）对该菌的影响展开多组学分析。
在不同浓度 CA（2.5-20 mM）处理下，禾谷镰刀菌呈现出剂量依赖性的生长和形态变化。低浓度组（2.5、5 mM）与对照组（CK）的 RNA 和蛋白表达模式相似，而 10、20 mM 组表现出更显著的差异。菌丝在 CA 处理后生长更为旺盛，气生菌丝和基内菌丝发育增强，且随着 CA 浓度升高，菌丝颜色从金黄逐渐变为酒红，这与聚酮合成酶基因（如AurF、AurJ、AurT等）的表达上调相关，这些酶参与了金赤霉素和红赤霉素等色素的合成。值得注意的是，10、20 mM 组中负责将红赤霉素转化为金赤霉素的 AurT 蛋白表达下调，可能导致红赤霉素比例升高，与菌丝颜色变化一致。
转录组和蛋白质组联合分析表明，CA 通过上调碳源代谢关键酶基因促进菌体生长。磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK，pckA）在无葡萄糖条件下通过糖异生途径为菌体提供碳源，甘油激酶（Glpk，glpk）参与甘油代谢，亚油酸异构酶（LAI12，LAI12）则通过转化亚油酸促进菌丝生长，这些酶的表达水平均随 CA 浓度升高而显著增加。
然而，CA 对 B 型单端孢霉烯族毒素的合成具有显著抑制作用。核心合成基因簇中的Tri5（编码 Trichodiene 合酶）、Tri4（细胞色素 P450 氧化酶）、Tri101（C-3 乙酰转移酶）等基因及其蛋白表达均被下调，涉及毒素合成、调控和外排的多个环节。例如，转录因子Tri6和Tri10的表达降低可能抑制了毒素合成基因的转录，而毒素外排蛋白 Tri12 的减少则可能影响毒素的转运。此外，pH 响应转录因子PacC在高浓度 CA 处理下表达上调，可能通过抑制培养基酸化和调控毒素合成基因来发挥作用，但相关蛋白未被检测到，需进一步验证。
高效液相色谱（HPLC）检测显示，CA 处理后 DON 产量呈剂量依赖性下降，10 mM CA 可显著降低 15 - 乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇（15-ADON）的合成，但 5 mM CA 处理时其产量略有升高，提示不同浓度 CA 可能通过复杂机制影响毒素代谢。
本研究揭示了 CA 对禾谷镰刀菌的双重作用：一方面通过促进碳源代谢加速菌体生长和色素合成，另一方面通过抑制 Tri 基因表达阻断 B 型毒素合成。这为理解植物 - 土壤 - 真菌互作机制提供了新视角，也为农业生产中合理利用 CA 调控病原菌、降低毒素污染风险奠定了理论基础，但需注意 CA 可能促进菌体增殖的潜在风险。
