两种假单胞菌挥发性有机化合物的多营养级拮抗活性及其对五种植物病原菌的生物防治效果

为解决真菌和卵菌病原体导致的粮食安全及健康威胁，研究人员开展了两株假单胞菌（I-9和I-22）挥发性有机化合物（VOCs）对五种植物病原菌（包括产毒真菌和卵菌）的拮抗作用研究。结果表明，I-22对黄曲霉（Aspergillus flavus）等病原菌抑制率达18.2–65.6%，且能完全抑制玉米赤霉烯酮（ZEA）等毒素合成；VOCs对部分病原菌抑制率高达100%。该研究为开发绿色生物农药提供了新策略，对减少化学农药依赖具有重要意义。

　　

真菌和卵菌病原体正成为全球农业生产的隐形杀手。它们不仅直接导致作物减产，更通过产生黄曲霉毒素B₁（AFB₁）、玉米赤霉烯酮（ZEA）等剧毒代谢物威胁人类健康。随着气候变化加剧，这类病原体引发的病害日益严重，而传统化学杀菌剂如三唑类药物的过度使用又加速了抗药性蔓延。面对这一困境，韩国基础科学研究所（Korea Basic Science Institute）的研究团队将目光投向了自然界中的"微生物战士"——假单胞菌。

研究人员选取了两株假单胞菌I-9和I-22，针对五种危害严重的植物病原体展开系统研究。这些病原体包括产毒真菌（如黄曲霉、禾谷镰刀菌）和破坏性卵菌（如致病疫霉）。通过16S rRNA基因测序鉴定，I-22被确认为Pseudomonas koreensis（高丽假单胞菌），而I-9为Pseudomonas donghuensis（东湖假单胞菌）。研究采用体外抑制实验、挥发性有机化合物（VOCs）气相分析（SPME-GC/MS）、毒素检测等关键技术，同时进行了体内防治效果验证。

Taxonomic identification and phylogenetic analysis of Pseudomonas strains
基因分析显示，I-22与模式菌株Pseudomonas koreensis Ps 9-14^T的16S rRNA相似度达99.93%，I-9则与Pseudomonas donghuensis HYS^T完全匹配。这一发现为后续功能研究提供了分类学基础。

Discussion
体外实验数据表明，I-22对所有测试病原体均表现出更强抑制作用：对禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）抑制率达64.2%，显著高于I-9的49.2%。更值得注意的是，两菌株产生的VOCs展现出惊人效果——I-22的VOCs对禾谷镰刀菌抑制率高达100%，且能完全阻断ZEA、脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）等五种主要真菌毒素的合成。气相色谱-质谱联用技术（GC/MS）揭示，二甲基二硫醚（dimethyl disulfide）是其主要活性成分。

Conclusion
该研究首次系统比较了两株假单胞菌对多类植物病原体的广谱拮抗作用，特别是揭示了其VOCs在毒素控制方面的卓越性能。Pseudomonas koreensis I-22展现出的高效、低毒、多靶点特性，使其成为开发生物农药的理想候选菌株。这项发表于《Postharvest Biology and Technology》的成果，不仅为采后病害防治提供了新思路，更推动了农业可持续发展从实验室走向田间应用的进程。

研究同时发现，虽然两菌株都能产生氰化氢（HCN），但只有I-9能合成铁载体（siderophore），而I-22独有的脂肽类物质对柑橘青霉（Penicillium italicum）具有特异性抑制。这些差异为后续精准化生物防治制剂的开发提供了重要线索。随着食品安全标准日益严格，这类环境友好型微生物防治技术有望成为保障粮食安全的新支柱。