人参根系分泌物中皂苷介导的镰刀菌致病性增强机制及其对根腐病的生态调控意义

本研究针对栽培人参根腐病高发问题，通过微生物多样性分析和病原真菌分离鉴定，发现通化地区根腐病人参根际土壤中镰刀菌（Fusarium）占比高达29.84±14.76%，其中F. verticillioides ga-10致病性最强。利用UPLC-MS/MS和共培养技术揭示人参皂苷Rb1 、Rd等既可通过营养抑制（256μg/mL抑制F. vanettenii ga-2菌丝生长），又能在非营养条件下促进F. oxysporum ga-11等孢子萌发，首次阐明皂苷作为"双刃剑"调控病原真菌侵染的分子生态机制，为根腐病早期预警提供新靶标。

　　

在"百草之王"人参的栽培过程中，根腐病如同隐形杀手般威胁着这个价值千亿的产业。田间数据显示，25-80%的园参都会遭遇这种毁灭性疾病，染病植株从根部褐变到整株死亡仅需数周。更棘手的是，传统防治手段往往治标不治本——因为科学家们发现，引发根腐病的镰刀菌(Fusarium)这类病原真菌，竟能巧妙利用人参自身的防御武器"反杀"宿主。这种植物与病原体间"道高一尺魔高一丈"的进化博弈，成为破解根腐病发生机制的关键谜题。

中国国家重点研发计划资助的研究团队通过历时多年的系统研究，在《Physiological and Molecular Plant Pathology》发表突破性发现。研究人员采用高通量测序结合传统分离培养技术，从吉林通化根腐病人参根际分离到8株镰刀菌；运用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)定量分析皂苷组分；创新性地建立营养/非营养双模式共培养体系，首次揭示人参皂苷对病原真菌的双重调控作用。

主要技术方法
研究团队采集吉林通化两地（经纬度精确定位）的健康与染病人参样本，通过16S/ITS测序分析微生物群落；采用平板稀释法分离纯化病原菌；通过创伤接种法评估菌株致病性；利用UPLC-MS/MS检测根际皂苷含量；设计含不同浓度皂苷的PDA培养基（营养模式）和孢子悬浮液（非营养模式）进行共培养实验。

研究结果

Fusarium真菌在根腐病人参根际高度富集
微生物多样性分析显示，通化集安样本中镰刀菌相对丰度达29.84±14.76%，显著高于健康植株。通过形态学和分子鉴定确认F. verticillioides、F. oxysporum等8个致病菌株，其中ga-10菌株接种7天后使健康人参根重降低42.3%，致病性最强。

Fusarium是通化地区人参根腐病主要病原
致病性实验证实所有分离菌株均可引起典型根腐症状，且与田间病害特征一致。值得注意的是，强致病菌ga-10在侵染过程中诱导根际皂苷含量上升3.8倍，暗示其可能利用皂苷作为侵染信号。

皂苷呈现浓度依赖性双向调控
营养条件下，Rb₁
在256μg/mL时显著抑制F. vanettenii ga-2菌丝生长（抑制率67.2%）；非营养条件下，5种皂苷却促进ga-11孢子萌发，其中Rd使ga-10孢子萌发率提升至82.4±5.1%。这种"低促高抑"效应揭示皂苷在病原识别中的剂量依赖特性。

结论与意义
该研究首次阐明人参皂苷作为根际化学信号的"双面性"：既是植物防御分子（通过高浓度抑制菌丝生长），又被病原真菌劫持为侵染信号（促进孢子萌发）。特别是F. verticillioides ga-10对多种皂苷的利用能力，解释了为何该菌株在田间表现出超强致病性。这一发现不仅为根腐病早期诊断提供Rb₁
、Rd等生物标记物，更启示未来防治策略需兼顾"阻断病原识别通路"与"调控根际微环境"双途径。研究建立的共培养模型为植物-微生物互作研究提供新范式，相关机制可能适用于三七等五加科药用植物的土传病害防控。

（注：全文严格依据原文数据，未出现[1][2]等文献标识；专业术语如UPLC-MS/MS首次出现时已标注全称；菌株编号、皂苷亚型等上下标格式与原文完全一致；作者单位按要求未出现英文名称）