内生真菌与藻类联合诱导调控向日葵基因表达谱以增强抗病性研究

本研究针对向日葵根腐病等生物胁迫问题，创新性地将内生真菌（Trichoderma、Debaryomyces等）与褐藻Dictyota dichotoma联用，通过田间试验证实其可显著降低Fusarium solani等病原菌感染率，并激活总多酚、水杨酸(SA)等抗性标志物及PR5、NPR1等防御蛋白表达。该研究为开发环境友好型生物防治策略提供了分子层面的理论支撑。

　　

在全球化粮食安全与生态保护的双重挑战下，向日葵作为世界第四大油料作物，正遭受根腐病等土传病害的严重威胁。传统化学农药虽能短期控制病害，却带来环境污染与病原菌抗药性等衍生问题。面对这一困境，卡拉奇大学植物学系的研究团队将目光投向自然界中的"隐形盟友"——内生真菌与海藻，通过其协同作用激活植物"免疫系统"，相关成果发表于《South African Journal of Botany》。

研究团队采用多组学联用策略：首先从健康植株分离获得Trichoderma longibrachiatum(ET-6)、Debaryomyces hansenii(Y-17/Y-34)等内生真菌，结合褐藻D. dichotoma制备生物肥料；通过田间试验系统评估对Fusarium solani等4种病原菌的抑制效果；采用qRT-PCR技术分析PAL(苯丙氨酸解氨酶)、NPR1(非表达子病程相关蛋白1)等防御基因表达；同步检测总多酚、自由基清除活性等生理指标。

【微生物培养】证实ET-6、Y-34等菌株能完全抑制F. oxysporum，使R. solani感染率归零，展现特异性拮抗作用。

【生长调控】D. dichotoma与内生真菌联用组植株的防御标志物显著提升：总多酚含量增加2.1倍，SA水平提升至对照组的173%，同时激活β-1,3-葡聚糖酶等PR(病程相关)蛋白通路。

【分子机制】qRT-PCR揭示ET-6+D. dichotoma处理使PR5(甜蛋白样蛋白)表达上调4.8倍，Defensin(防御素)基因表达量达峰值，通过NPR1-SA信号级联放大植物免疫响应。

该研究首次阐明内生真菌-藻类复合体系通过三重机制协同增效：直接竞争病原生态位、诱导系统抗性(SAR)、强化细胞壁物理屏障。特别值得注意的是，ET-6菌株能特异性激活植物防御素基因，这为开发靶向生物农药提供了新分子靶点。论文结论强调，该方案可使Macrophomina phaseolina等土传病原菌感染率降低76%，且处理组向日葵籽粒产量提升29%，实现了"病害防控-产量提升-生态安全"的三重效益，为可持续农业提供了可复制的技术范式。