木霉属生物活性蛋白防控镰刀菌：拮抗效能评估及农业应用潜力

本研究针对镰刀菌(Fusarium)引发的严重农业病害问题，通过评估哈茨木霉(Trichoderma harzianum)Pista-9菌株对尖孢镰刀菌(F. oxysporum)等病原体的体外拮抗作用，结合低碳培养基共培养条件下的蛋白质组学分析，发现其分泌的谷氨酰胺酶、几丁质酶等蛋白可抑制71%病原菌生长，同时促进番茄生物量增加，为开发生物农药和植物生长促进剂提供了新策略。

　　

镰刀菌(Fusarium)引起的植物病害每年造成全球数十亿美元经济损失，其中尖孢镰刀菌(F. oxysporum)、禾谷镰刀菌(F. graminearum)和轮枝镰刀菌(F. verticillioides)是最具破坏性的病原体。传统化学农药虽能短期控制病害，但耐药性和环境毒性问题日益突出。阿根廷CEFOBI-CONICET研究中心的研究团队聚焦哈茨木霉(Trichoderma harzianum)Pista-9菌株，这项发表在《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》的研究揭示了其通过分泌活性蛋白实现双重功能的分子机制。

研究采用低碳培养基共培养策略诱导真菌竞争，通过硫酸铵沉淀(0-85%饱和度)提取蛋白质，结合SDS-PAGE和LC-MS/MS技术鉴定出10-75 kDa的关键效应蛋白。体外实验采用10⁷
conidia/mL接种量，28°C/180 rpm培养7天，通过显微观察和生物量测定评估抑菌效果。

Microorganisms
研究使用源自阿根廷圣达菲省的Pista-9菌株，经ITS序列分析确认为哈茨木霉，与三种镰刀菌在PDA培养基上培养。

Direct confrontation test
PCR扩增三个基因的序列分析证实Pista-9的种属特征，其与镰刀菌的共培养显示明显抑制区，抑制率达71%。

蛋白质组学发现
电泳显示主要蛋白带集中在10-75 kDa，LC-MS/MS鉴定出谷氨酰胺酶(glutaminase)、金属蛋白酶(metalloproteinase)、几丁质酶(chitinase)和水解肽酶(peptide hydrolase)等关键效应分子。

农业应用验证
300 μg/mL蛋白提取物处理番茄叶片后，植株生物量显著增加，证实其兼具病原防控和促生长双重功能。

该研究系统阐释了木霉通过蛋白质武器库对抗病原菌的分子机制，其中几丁质酶直接降解病原菌细胞壁，谷氨酰胺酶可能干扰病原体氮代谢。特别值得注意的是，低营养环境诱导的蛋白分泌模式为开发环境友好型生物制剂提供了新思路。研究不仅为镰刀菌病害防控提供了新型候选蛋白，其"一箭双雕"的植物健康促进效应更展现出在可持续农业中的广阔应用前景。