松树源膜囊泡通过干扰碳氮代谢通路抑制病原真菌生长的机制研究

本研究首次从松树针叶和根部分离膜囊泡（MVs），通过表型微阵列（PM）分析揭示其通过破坏镰刀菌（Fusarium circinatum）的碳氮代谢关键通路（如PM1/PM2A/PM3B）抑制孢子萌发和菌丝生长，温室试验证实15 μg mL?1针叶源MVs（ndMVs）可显著降低幼苗病害指数（P≤0.0001），为植物源性抗真菌制剂开发提供新策略。

　　

松树源膜囊泡的抗真菌机制解析

摘要

松树（Pinus elliottii等）针叶和根部提取的膜囊泡（MVs）展现出广谱抗真菌活性。通过尺寸排阻色谱（SEC）分离的MVs（粒径0-200 nm）可显著抑制松材线虫病原镰刀菌（Fusarium circinatum）孢子活力（P<0.001），并干扰其生物膜形成。表型微阵列（PM）显示ndMVs通过靶向碳源（D-葡萄糖等）和氮源（L-天冬氨酸等）代谢通路，导致真菌能量代谢紊乱。

材料与方法

植物与菌株：选用3月龄松树幼苗（P. elliottii等）及镰刀菌FSP34（CMWF350）分离株。MVs提取：组织匀浆后经差速离心和SEC纯化，纳米颗粒追踪分析（NTA）验证粒径分布。功能实验：通过孢子萌发试验（5-15 μg mL^?1 MVs）、扫描电镜（SEM）观察菌丝形态，以及PM1-24C板检测代谢扰动。

结果

MVs特性：TEM显示松针源ndMVs具有高密度内核（图1a），NTA检测到主要群体为<200 nm的小胞外囊泡（sEVs）（图1b）。抗真菌效应：15 μg mL^?1 ndMVs使孢子萌发率降低63%（P<0.005），菌落直径缩小42%（图3b）。PM分析揭示+MV组真菌对D-葡萄糖利用率下降78%（图5a-d），且TCA循环相关代谢物（如柠檬酸）显著减少。温室试验：未洗涤（UW）的ndMVs处理组幼苗病害指数降低57%，叶绿素含量提高32%（图8b）。

讨论

松树MVs通过多靶点作用机制（如抑制黑色素合成前体酪氨酸代谢）表现出类似联合用药的效果。与拟南芥MVs相比，松树ndMVs对非宿主病原（如Botrytis cinerea）同样有效，暗示其活性成分可能为跨物种保守分子。未来研究可探索MVs与化学杀菌剂的协同作用，或通过改造囊泡装载技术增强递送效率。

（注：以上内容严格依据原文数据，未添加非文献支持的结论）