生物炭与暹罗芽孢杆菌协同调控油橄榄防御系统：应对大丽轮枝菌的可持续病害管理新策略

为解决油橄榄大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)病害缺乏有效防治手段的问题，研究人员通过整合生物炭(Biochar)与暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis)开展协同防控研究。结果表明，单独施用B. siamensis(M+)效果最优，可降低病害严重度至2.1%，恢复植物生理状态；生物炭(B+)通过激活茉莉酸(JA)途径增强防御，但二者联用(MB+)未显示协同效应。该研究为油橄榄可持续病害管理提供了新型生物-物理联合解决方案，发表于《Industrial Crops and Products》。

　　

油橄榄作为地中海地区重要的经济作物，长期遭受大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)引起的萎蔫病威胁。这种土传病原菌能存活土壤数十年，其强致病性导致橄榄树落叶、枯萎甚至死亡，尤其以落叶型(D)病理型危害最甚。传统化学防治效果有限且不环保，而生物防治和土壤改良等可持续策略成为研究热点。

为应对这一挑战，西班牙莱昂大学的研究团队在《Industrial Crops and Products》发表研究，系统评价了暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis)MTA1-3菌株、生物炭及其组合对油橄榄防御系统的调控作用。通过多维度实验发现，单独施用细菌悬液(10⁸ CFU mL^-1)效果最佳，使病害严重度降至2.1%，接近健康植株水平；而3%生物炭通过激活JA途径中的bHLH基因发挥防御作用。意外的是，二者联用未产生预期协同效应，但为理解生物-物理联合作用机制提供了新视角。

研究采用四个月生'Picual'油橄榄苗，建立包含8种处理的实验体系。关键技术包括：体外拮抗实验测定抑菌率(IR)；病害严重度(DS)17级评估标准；qPCR分析CO-MT、CAT等10个防御相关基因；通过MDA和H₂O₂含量量化氧化应激。所有数据经ANOVA和Tukey检验分析。

3.1 体外拮抗结果
B. siamensis对V. dahliae的抑制率达60%，显示直接抗菌活性。

3.2 处理对病害进展的影响
M+处理显著降低相对病害进展曲线(RAUDPC)至1.5%，且促进生物量增加7%。生物炭(B+)虽提升生物量26%，但防御效果次于M+。

3.3 生化应激标志物
M+处理使叶片H₂O₂含量恢复至健康水平，但根部MDA升高，反映组织特异性应激响应。

3.4 基因表达分析
关键发现包括：

• M+下调SA通路基因WRKY5和ACL，表明防御不依赖水杨酸途径
• B+特异激活JA通路bHLH基因
• ACO基因表达模式揭示乙烯(ET)信号重编程

讨论与结论
该研究首次阐明B. siamensis通过非JA/SA途径增强油橄榄抗病性，其ACC脱氨酶活性可能调控乙烯平衡。生物炭则通过典型JA通路诱导防御，二者机制互斥导致协同缺失。实践层面，单独使用B. siamensis可实现最佳防控，而生物炭更适合改善土壤微环境。研究为设计靶向植物免疫的联合策略提供了分子依据，推动油橄榄病害管理向可持续发展转型。未来需开展田间试验验证实验室发现。