内生真菌Neurospora sitophila的理化特性及其与灰霉病菌Botrytis cinerea的互作机制研究

为解决灰霉病菌Botrytis cinerea对农业生产的威胁，研究人员开展了内生真菌Neurospora sitophila的理化特性及其与B. cinerea互作机制的研究。通过评估不同培养基和温度下的菌丝生长、GC-MS分析挥发性代谢物及双培养实验，发现N. sitophila能产生具有菠萝香味的酯类化合物（如乙基4-辛烯酸酯占29.54%），并在与B. cinerea共培养时显著提升抗氧化活性（4.5倍）和总酚含量（2.5倍），抑制灰霉病菌菌丝生长达35.8%-58.4%。该研究为开发新型生物防治剂和功能性代谢物提供了理论依据。

　　

灰霉病是农业生产中的重大威胁，由真菌Botrytis cinerea引起，每年造成巨大的经济损失。传统的化学防治方法不仅导致病原菌产生抗药性，还可能对环境造成污染。因此，寻找安全有效的生物防治策略成为研究热点。内生真菌因其与宿主植物的共生关系及产生丰富生物活性物质的特性，被视为潜在的生物防治资源。

秘鲁亚马逊地区独特生态环境中的植物内生真菌资源尚未充分开发。来自秘鲁国立亚马逊大学Toribio Rodríguez de Mendoza分校（Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas）的研究人员对从Nectandra sp.叶片中分离的内生真菌Neurospora sitophila展开了系统研究，揭示了其作为生物防治剂的潜力及相关代谢机制，相关成果发表在《Journal of Natural Pesticide Research》。

研究人员采用多学科技术手段：通过形态学和分子标记（ITS、TUB2和GPD基因）鉴定菌株；在不同培养基（PDA、MEA等）和温度（5-37°C）下测定菌丝生长速率；利用固相微萃取-气相色谱质谱联用技术（SPME-GC-MS）分析挥发性代谢物；采用DPPH法和Folin-Ciocalteu法分别测定抗氧化活性和总酚含量；通过双培养实验评估对B. cinerea的拮抗作用。

3.1 菌株分离与鉴定

从Nectandra sp.叶片分离的菌株经形态学（橙红色分生孢子，8.29×5.25 μm）和分子鉴定（ITS、TUB2和GPD基因100%匹配）确认为N. sitophila。该菌株在PDA培养基上25°C时生长最快（5.20 mm/h），37°C时仍保持较高活性（6.09 mm/h），展现广温适应性。

3.3 挥发性代谢物特征

GC-MS鉴定出34种挥发性化合物，其中86.97%为乙酯类，包括具有菠萝香味的乙基4-辛烯酸酯（29.54%）、乙基庚酸酯（14.80%）和乙基丁酸酯（8.59%）。这些酯类化合物可能通过干扰病原菌膜完整性或信号传导发挥抑菌作用。

3.4 抗氧化与酚类物质响应

与B. cinerea共培养时，N. sitophila的抗氧化活性（DPPH清除率）提升至纯培养的4.5倍（77.49%），总酚含量（TPC）增加2.5倍（334.39 μg GAE/mg），表明其通过激活酚类代谢通路应对生物胁迫。

3.5 拮抗作用机制

双培养实验显示，N. sitophila对B. cinerea的抑制率达35.8%-58.4%，且抑制作用随病原菌预培养时间延长而减弱。这种时空依赖性提示其通过竞争空间和营养，同时分泌活性代谢物（如酯类和酚类）实现拮抗。

该研究首次系统揭示了N. sitophila作为植物内生真菌的多重功能：其快速生长特性（37°C下6.09 mm/h）适合高温环境应用；丰富的酯类代谢物（如乙基4-辛烯酸酯）兼具芳香特性和抗菌潜力；与病原菌互作时显著激活的抗氧化和酚类合成通路，为开发基于代谢诱导的生物防治策略提供了新思路。研究成果不仅拓展了热带植物内生真菌资源的应用价值，也为开发环境友好型农业投入品提供了候选菌株和理论依据。未来研究可进一步解析关键代谢物（如乙基庚酸酯）的合成途径及其分子靶标，优化发酵工艺以提高活性物质产量。