热应激预刺激增强白僵菌分生孢子萌发、昆虫毒力及代谢适应的机制研究

本研究针对昆虫病原真菌白僵菌(Beauveria bassiana)在生物防治中易受高温抑制的瓶颈问题，通过热应激预刺激(priming)策略，显著提升菌株BCC 2660分生孢子在45°C下的萌发率（32%→65%），缩短致死时间(LT50)10小时，并鉴定出34个与亚精胺合成、辅酶A代谢等相关的关键代谢物。该成果为优化真菌杀虫剂的田间抗逆性提供了新思路。

　　

在生物农药领域，白僵菌(Beauveria bassiana)作为重要的昆虫病原真菌，其商业化应用长期受制于环境胁迫——紫外线、干旱和高温可使其分生孢子(conidia)活力下降50%以上。尤其当温度升至35°C以上时，菌丝生长和孢子萌发会被显著抑制，这严重限制了热带地区害虫防治效果。尽管前人发现适度热应激能激活真菌的适应性反应，但具体机制及其对昆虫毒力(virulence)的影响仍不明确。

泰国国家科学技术发展署的研究团队在《Fungal Biology》发表的研究中，首次系统评估了热预刺激(35°C/40分钟)对白僵菌BCC 2660的多维度影响。通过结合表型分析（萌发率、菌落直径、孢子产量）与液相色谱-质谱(LC-MS)代谢组学技术，团队发现预刺激能诱导分生孢子产生持续4小时的"记忆效应"，使后续45°C胁迫下的萌发率提升2倍。值得注意的是，这种保护作用具有靶向性——虽未改变菌丝生长速率，但显著增强了穿透昆虫体壁的关键毒力因子活性。

【关键技术】研究采用热梯度培养比较不同温度模式（恒定/循环）对菌落生长的影响，通过生物测定评估预刺激分生孢子对昆虫的LT₅₀（半数致死时间），并利用非靶向代谢组学鉴定34种差异代谢物，重点关注与细胞壁合成(fungal wall development)和能量代谢(coenzyme A synthesis)相关的通路。

【温度胁迫响应】当环境温度超过30°C时，白僵菌BCC 2660的菌落直径缩减14-72%。交替暴露于35°C（9小时）/25°C（15小时）的循环温度下，其生长抑制程度远超恒温条件，说明频繁温度波动比持续高温更具破坏性。

【预刺激效应】预刺激分生孢子在45°C/180分钟下的存活率较对照组提升33%，且毒力测试显示感染昆虫的死亡进程加快10小时。代谢谱分析揭示亚精胺(spermidine)通路显著激活，该物质已知能稳定核酸和膜结构，可能是热保护的关键介质。

【代谢重编程】在鉴定的34种差异代谢物中，N-乙酰葡糖胺（几丁质前体）和泛酸（辅酶A前体）含量变化最为显著，提示预刺激可能通过强化细胞壁重塑和能量供应来维持孢子完整性。

这项研究揭示了白僵菌应对热胁迫的"训练免疫"现象——短暂预刺激可诱发持久保护状态而不影响生殖生长。该发现不仅为设计耐高温真菌杀虫剂提供了代谢标记物（如亚精胺），更开创了通过物理预处理提升生物防治效能的绿色新策略。作者Alongkorn Amnuaykanjanasin在讨论中指出，未来可结合基因编辑技术靶向调控关键代谢通路，进一步延长预刺激的"记忆窗口"。