γ射线诱变增强木霉属内生葡聚糖酶活性及其对终极腐霉的生物防治机制研究

本研究针对土壤病原菌终极腐霉(Pythium ultimum)引发的苗期猝倒病，通过γ射线(250 Gy)诱变木霉属真菌(Trichoderma pleuroticola)，获得突变株NAS109-M21。该突变株外切葡聚糖酶(exo-glucanase)和内切葡聚糖酶(endo-glucanase)活性分别提升2.5倍和3倍，对病原菌抑制率提高至65%（较野生型提升5倍）。SDS-PAGE和2D电泳证实突变株胞外蛋白表达增强，为生物农药开发提供新思路。

　　

苗期猝倒病是威胁茄科、葫芦科等作物的毁灭性病害，其病原体终极腐霉(Pythium ultimum)能利用高湿环境迅速侵染幼苗，造成农业生产重大损失。传统化学防治面临耐药性和环境污染问题，而木霉属(Trichoderma)真菌因其分泌细胞壁降解酶的能力成为生物防治热点。然而野生菌株酶产量有限，如何通过技术改造提升其拮抗效能成为关键科学问题。

核农业研究所的研究人员选择伊朗甜菜根际分离的T. pleuroticola野生株NAS109，采用250 Gy γ射线诱变获得260个突变体。通过ITS1-5.8S-ITS2和TEF-1α序列分析鉴定菌种，利用双培养试验评估抑菌率，结合SDS-PAGE、2D电泳和酶活检测（以CMC-Na和pNPG为底物）筛选高性能突变株。

The source of Trichoderma fungus
从伊朗胡齐斯坦省甜菜根际土壤分离的NAS109野生株（保藏号OP476433/MW719097）作为出发菌株。

Determination of optimum dose of γ-radiation for induced mutation
孢子悬液经梯度辐照证实250 Gy为最佳诱变剂量，此时孢子存活率与突变效率达到平衡。

Isolation of Trichoderma mutants
突变株M21在PDA培养基呈现快速生长（3天达60-65 mm）和特殊形态：产墨绿色同心轮纹分生孢子，瓶梗呈安瓿形，分生孢子基部尖锐（2.9-4.5 × 2.4-3.5 μm）。

Discussion
PCA分析显示M21在形态特征、酶活性和抑菌能力三维度均显著区别于野生型。其exo-glucanase（EC 3.2.1.91）和endo-glucanase（EC 3.2.1.4）比活分别达野生株的2.5倍和3倍，β-葡萄糖苷酶表达量同步提升。双培养试验中抑菌半径扩大至65%，且胞外蛋白电泳条带更清晰。

该研究首次证实γ诱变可协同提升T. pleuroticola多种葡聚糖酶产量，突变株NAS109-M21通过增强细胞壁降解酶系（包括GH5家族内切酶和GH6家族外切酶）的表达，显著破坏病原菌菌丝结构。研究为设计"酶鸡尾酒"式生物农药提供理论依据，250 Gy辐照参数对其它生防菌改造具有参考价值。论文发表于《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》，数据可通过伊朗核农研所获取。