洋葱（Allium cepa）接种增殖镰刀菌（Fusarium proliferatum）后伏马菌素（Fumonisin）的产生与症状发展研究

这篇研究揭示了洋葱（Allium cepa）感染增殖镰刀菌（Fusarium proliferatum）后伏马菌素（FB1 、FB2 ）的积累规律，通过qPCR证实了真菌毒素合成基因FUM1和毒力基因SIX2的表达动态，为评估洋葱采后病害及食品安全风险提供了重要数据。

　　

研究背景
增殖镰刀菌（Fusarium proliferatum）是引发洋葱（Allium cepa）基腐病（FBR）的主要病原体之一，全球范围内对洋葱种植造成严重威胁。本研究选取三个来自芬兰洋葱的增殖镰刀菌分离株（Fpr047、Fpr049、FUS16163），系统分析了其在洋葱鳞茎中的致病性、毒素产生能力及症状发展时序。

材料与方法
实验采用有机栽培的黄洋葱品种Setton，通过注射10⁶
孢子/mL的菌悬液接种，观察1-5周后症状发展。利用ImageJ2量化病斑面积，qPCR检测真菌DNA比例及FUM1、SIX2基因表达，UHPLC-MS/MS分析伏马菌素（FB₁
、FB₂
）、白僵菌素（BEA）和串珠镰刀菌素（MON）的积累。

关键发现

1. 症状发展：接种后1周出现水渍状病斑，逐渐发展为褐色坏死组织。FUS16163早期病斑扩展较快，但Fpr047后期菌量显著更高（5周时p<0.05）。
2. 毒素动态：
   • FB₁
     最早于2周在Fpr047接种样本中检出（2.7 μg/kg），5周时所有菌株均产生定量毒素（FB₁
     3.9-177 μg/kg，FB₂
     3.4-89 μg/kg）。
   • BEA和MON仅在Fpr047/Fpr049的5周样本中检出（BEA最高36 μg/kg，MON 20 μg/kg）。
3. 基因表达：FUM1表达与症状面积显著正相关（r=0.55），且与FB₁
   /FB₂
   浓度高度相关（r=0.90-0.93）。

讨论与意义
研究首次证实增殖镰刀菌在洋葱中表达FUM1基因与伏马菌素产生直接相关，且毒素可能通过干扰鞘脂代谢（sphingolipid metabolism）加剧组织坏死。值得注意的是，无症状组织也检出FB₁
，提示现行蔬菜毒素限量标准（目前仅针对玉米）需扩展至葱属作物。该成果为制定采后病害防控策略和食品安全风险评估提供了分子层面的依据。

技术亮点

• 建立低至0.5 μg/kg的伏马菌素检测限（LOD）
• 揭示SIX2-1基因变异与致病力差异无关
• 发现光照/温度可能调控毒素合成通路