锈菌Puccinia araujiae与枝孢菌Cladosporium sphaerospermum的三营养级互作机制及其对蛾类植物生物防治的启示

本研究针对蛾类植物(Araujia hortorum)生物防治中锈菌(Puccinia araujiae)与枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)的复杂互作关系，通过三营养级实验体系揭示：锈菌单独感染导致宿主生物量减少50-60%，而枝孢菌通过寄生锈菌孢子显著缓解宿主损伤（提升10%生物量），为生物防治剂效能评估提供了新型生态互作视角。

　　

在阿根廷潘帕斯草原的生态系统中，蛾类植物Araujia hortorum的蔓延引发了严重的入侵问题。传统生物防治策略常依赖单一病原体如锈菌Puccinia araujiae的施用，但野外观察显示，锈菌孢子堆频繁被枝孢菌Cladosporium覆盖，这种"真菌吃真菌"的现象可能影响生物防治效果。这一现象背后涉及三营养级互作(tritrophic interactions)的复杂机制——植物宿主如何通过更高营养级的菌寄生(mycoparasitism)间接获益？阿根廷国家科学技术研究委员会(CONICET)的Gustavo Hernán Ramírez团队在《Fungal Biology》发表的研究，首次量化了这种生态级联效应。

研究采用形态学与分子鉴定结合的方法（ITS序列分析确认枝孢菌为C. sphaerospermum），通过盆栽实验设置三组处理：锈菌单独接种、锈菌+枝孢菌共接种及空白对照。关键发现包括：(1) 锈菌通过破坏根系使宿主生物量锐减50-60%，并诱发叶片早衰；(2) 枝孢菌通过侵入锈菌冬孢子(teliospores)的萌发孔实施坏死营养型寄生，显著降低锈菌毒性；(3) 共接种组植物生物量比锈菌单独组高10%，证明菌寄生可部分抵消病原体危害。

Sourcing and maintenance of plants
实验植物种子采自阿根廷布宜诺斯艾利斯省(-34.2742 S, -59.894 W)野生种群，采用1:1盆栽土-本土土壤混合基质培养，确保生态相关性。

Morphological characterization and molecular identification
枝孢菌在PDA培养基呈现灰褐色绒状菌落，产孢梗不分枝（40-80 × 4.5-6.5 μm），结合ITS序列与已知C. sphaerospermum匹配度达99.6%，首次确认该种可寄生P. araujiae。

Discussion
尽管P. araujiae表现出强致病性（符合生物防治剂核心标准），但C. sphaerospermum的干扰作用揭示出生态调控的新维度：菌寄生可能通过"削弱而非消除"病原体，形成更可持续的病害控制模式。这对生物防治剂筛选提出新要求——需评估潜在超寄生(superparasitism)网络的整体效应。

该研究突破传统二元互作框架，将菌寄生纳入生物防治效能评估体系。特别值得注意的是，枝孢菌的寄生虽未完全抑制锈菌，但通过调节病原体活力实现了宿主保护，这种"部分缓解"模式可能更适应复杂田间环境。未来研究需进一步解析环境因素（如温湿度）对三营养级平衡的影响，为阿根廷等地的蛾类植物综合治理提供科学依据。