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综述:木霉属内生菌在生物防治与植物促生应用中的研究进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月23日 来源:Mycological Progress 2.1
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这篇综述系统阐述了木霉属(Trichoderma)内生真菌作为生物防治剂(BCA)的核心机制与应用价值,重点解析了其通过抗生作用(antibiosis)、寄生(parasitism)、裂解酶(lytic enzymes)分泌、竞争生态位及铁载体(siderophore)合成等直接途径,以及激活植物系统抗性(ISR)的间接途径实现病原防控,同时强调了该菌属对植物生长的多重促生效应。
Abstract
木霉属内生真菌作为植物-微生物互作研究的热点,其独特的生物防治(Biocontrol)与植物生长促进(PGPR)双重功能备受关注。这类真菌通过定殖于植物组织内部,形成互利共生体系,其作用机制可分为直接防御与间接调控两大维度。
Endophytic behaviors and colonization strategies
木霉属通过分泌细胞壁降解酶(如几丁质酶CHIT1和葡聚糖酶GLU43)穿透植物表皮,建立内生状态。研究表明,菌株T-22能特异性识别宿主根系分泌物中的信号分子(如黄酮类),触发共生活化基因簇(如tex基因家族)表达,实现高效定殖。
Multimodal biocontrol mechanisms
直接拮抗途径包括:1)抗生作用:产生挥发性有机化合物(VOCs)如6-戊基-α-吡喃酮(6-PAP)抑制病原菌孢子萌发;2)寄生现象:通过钩状菌丝缠绕病原菌丝体,分泌β-1,3-葡聚糖酶溶解细胞壁;3)铁载体介导的铁离子竞争,显著降低尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)毒力因子表达。间接途径则通过激活水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)信号通路,诱导植物系统抗性(ISR),使过氧化物酶(POD)活性提升3-5倍。
Plant growth promotion traits
木霉属可合成吲哚-3-乙酸(IAA)促进根系发育,ACC脱氨酶降低乙烯胁迫,同时通过调控NPF4.3硝酸盐转运体基因增强氮素吸收。田间试验显示,接种哈茨木霉(T. harzianum)使番茄生物量增加27%,果实产量提升19%。
Future perspectives
当前研究聚焦于CRISPR-Cas9技术编辑tri基因簇以增强抗菌代谢物产量,以及合成微生物群落(SynComs)的构建。但内生定殖稳定性与商业化制剂保存活性仍是产业化的关键瓶颈。
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