深绿木霉菌（Trichoderma atroviride）通过激活抗氧化与次级代谢通路提升大豆产量及抗逆性的机制研究

为解决大豆生产中面临的生物/非生物胁迫及产量瓶颈问题，研究人员开展深绿木霉菌（Trichoderma atroviride）生物刺激剂对大豆生长生理及产量影响的研究。通过土壤接种与叶面喷施结合的方式，证实该菌株可显著提升大豆植株抗氧化酶（SOD/CAT/APX）、防御酶（POD/PPO/LOX）活性及次级代谢物（如glyceollin）积累，促进根瘤形成与生物量积累，最终提高种子产量与品质。该研究为可持续农业提供了创新解决方案。

　　

大豆作为全球重要的粮食、油料和饲料作物，其生产面临气候变化、土壤退化及化学投入品依赖等多重挑战。传统农业模式下，过度使用化肥农药不仅增加生产成本，还可能破坏生态平衡。在此背景下，利用有益微生物如木霉菌（Trichoderma）促进作物生长、增强抗逆性成为研究热点。深绿木霉菌（Trichoderma atroviride）因其在促进植物营养吸收、激活防御系统方面的独特功能，被视为可持续农业的潜在“绿色引擎”。

为验证深绿木霉菌对大豆的生理调控机制及增产效果，来自圣保罗州立大学的研究团队设计了一项系统性实验。研究采用5种深绿木霉菌分离株（TA、TB、TF、TQ等），通过土壤接种（菌丝定殖稻米基质）与V₃
期叶面喷施分生孢子悬浮液的双重处理方式，分析其对大豆生长、抗氧化系统、次级代谢及产量的影响。

关键技术方法
实验在温室条件下进行，使用0-20 cm表层土壤（pH 4.6，有机质13 g dm^?3
）。测定指标包括：生物量（地上部/根系干重）、根瘤数量、抗氧化酶（超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、抗坏血酸过氧化物酶APX）活性、防御相关酶（过氧化物酶POD、多酚氧化酶PPO、脂氧合酶LOX、苯丙氨酸解氨酶PAL等）活性，以及次级代谢物（如phytoalexin类物质glyceollin）含量。数据通过Sisvar 5.3软件进行方差分析与Scott-Knott检验（p<0.05）。

研究结果

1. 植物生长与根瘤形成
   TB菌株使大豆株高增加20%，TQ菌株显著提升地上部干重（较对照提高35%）和根系生物量。所有处理均促进根瘤形成，其中TA菌株效果最显著，暗示其可能通过调控激素（如auxins）分泌改善根系构型。

2. 抗氧化与防御系统激活
   深绿木霉菌处理组叶片中SOD、CAT、APX活性分别提升1.5-2.3倍，有效清除活性氧（ROS）。防御酶POD、PPO、LOX活性同步增强，其中PAL（苯丙氨酸解氨酶）活性升高表明苯丙烷代谢通路被激活，为合成抗病物质（如木质素）提供前体。

3. 次级代谢物积累与产量提升
   菌株TA诱导大豆子叶中glyceollin（主要植保素）浓度显著增加，同时β-1,3-葡聚糖酶（β-1,3-glucanase）活性提高，增强对病原菌细胞壁的降解能力。最终，处理组种子球蛋白含量提高，单株产量增加15-22%。

结论与意义
该研究证实深绿木霉菌通过三重机制提升大豆生产力：① 直接促进生长（生物量积累与根瘤形成）；② 激活抗氧化系统（SOD/CAT/APX）缓解氧化损伤；③ 诱导次级代谢（glyceollin合成与防御酶网络）增强抗逆性。研究首次系统解析了该菌株对大豆生理代谢的全方位调控，为减少化肥农药依赖、应对气候变化压力提供了理论依据与实践方案。论文发表于《Plant Physiology and Biochemistry》，其成果对南美、亚洲等大豆主产区的可持续生产具有重要推广价值。