真菌-除草剂联合接种策略对埃及列当寄生及番茄生长的协同调控机制研究

本研究针对农业中极具挑战性的根寄生植物埃及列当(Orobanche aegyptiaca)防控难题，创新性地将丛枝菌根真菌(AMF)和特拉克斯孢霉(Talaromyces trachyspermus)与磺酰脲类除草剂(rimsulfuron和sulfosulfuron)联用，通过温室和田间试验证实：AMF与除草剂联合处理可使列当种子产量降低99.9%，结合灌溉施药(herbigation)技术显著提升番茄商品产量。该研究为寄生杂草综合治理提供了环境友好的生物-化学协同解决方案。

　　

在农业生产中，有一种被称为"植物吸血鬼"的寄生杂草——埃及列当(Orobanche aegyptiaca)，它通过吸食番茄等经济作物的根系营养造成巨大损失。这种寄生植物具有惊人的繁殖能力（单株可产近250万粒种子）和顽强的环境适应性，使其成为全球农业面临的重大挑战。传统的化学防治往往效果有限且可能引发环境问题，而单一生物防治又难以达到理想控制效果。如何开发高效、可持续的综合防控策略，成为摆在科研人员面前的紧迫课题。

针对这一难题，赞詹大学农业学院植物生产与遗传学系的研究团队创新性地提出了"真菌-除草剂"协同作用的理论假设。研究人员选择两种具有生物防治潜力的微生物——丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi, AMF)和特拉克斯孢霉(Talaromyces trachyspermus)，将其与两种磺酰脲类除草剂(rimsulfuron和sulfosulfuron)组合使用，通过温室和田间对照试验，系统评估了不同处理组合对埃及列当寄生效率和番茄生长的影响。这项突破性研究成果发表在《Scientific Reports》期刊上，为寄生杂草综合治理提供了新思路。

研究团队采用了多维度技术路线：通过温室控制实验和田间随机区组设计，比较了真菌接种（单独/联合）与除草剂施用（叶面喷施/灌溉施药）的组合效果；采用改良网格线交叉法评估菌根定殖率；通过列当生物学参数（出苗数、株高、生物量）和种子产量量化防控效果；同时监测番茄生长指标和商品产量变化。所有试验均在自然感染列当的土壤中进行，确保研究结果的生态相关性。

Mycorrhizal colonization rate
研究发现AMF定殖率受真菌和除草剂显著影响。温室试验中，接种AMF使定殖率提升269.7%，而sulfosulfuron处理使定殖率降低32.6%。田间试验显示相似趋势，AMF与无除草剂处理的组合定殖率最高（20.8%），表明T. trachyspermus可能通过保护菌根真菌间接促进定殖。

Seed production of broomrape
温室条件下，AMF与sulfosulfuron联用使列当种子产量降至2759粒/株（降幅99.9%）。田间试验中，AMF+rimsulfuron+灌溉施药组合效果最佳，种子产量较对照降低50%。数据证实生物-化学协同具有显著抑制列当繁殖的叠加效应。

Number of broomrape shoots
AMF接种使列当出苗数减少37.6%（温室）和32.3%（田间）。sulfosulfuron通过灌溉施药在AMF存在下进一步降低出苗数37.8%，表明除草剂施用方式对防控效果具有关键影响。

Broomrape height
温室试验中，AMF使列当株高降低34.6%，sulfosulfuron处理再降65.9%。田间数据显示相似规律，AMF+herbigation组合使株高降低50%，证实协同处理可有效抑制列当营养生长。

Broomrape shoot dry weight
生物量测定显示，AMF使列当地上部干重降低32.6%（温室）和57.5%（田间）。sulfosulfuron在AMF基础上进一步使干重降低61.2%，表明协同处理可系统削弱列当的寄生能力。

Tomato height
有趣的是，T. trachyspermus处理的番茄株高在温室增加18.7%，而AMF使田间株高增加22.1%。除草剂处理未表现明显抑制作用，说明该协同策略对宿主作物安全。

Marketable fruit
最具应用价值的是，AMF+rimsulfuron组合使番茄商品产量达2270克/株，较对照提升36.6%，证实该策略不仅能有效控制列当，还能显著提高作物经济产出。

研究结论揭示：AMF通过三重机制增强番茄抗性——改善营养吸收、诱导根系物理化学屏障、激活系统防御反应；而T. trachyspermus可能通过促进AMF孢子萌发间接增强防控效果。磺酰脲类除草剂通过抑制乙酰乳酸合成酶(ALS)阻断列当氨基酸合成，与生物防治产生协同效应。特别值得注意的是，灌溉施药(herbigation)技术使除草剂精准作用于根际寄生部位，较传统叶面喷施效率提升20-30%。

该研究的创新价值在于：首次系统评估AMF与T. trachyspermus的协同效应；建立除草剂最佳施用方式的技术标准；证实生物-化学联合策略的环境友好特性（磺酰脲类除草剂低毒性、不生物累积）。研究成果为解决寄生杂草这一全球性农业难题提供了可推广的集成技术方案，同时为理解植物-微生物-除草剂三者互作机制奠定了理论基础。未来研究可进一步优化真菌-除草剂配比，并探索该策略在不同作物-寄生系统中的普适性。