野生刺茄种子内生真菌多样性及其对植物病原菌的拮抗作用研究

本研究针对具有不同抗性的两种茄科植物（抗性野生种Solanum torvum和易感栽培种S. melongena），首次系统分析了其种子内生微生物群落特征。研究人员通过无菌分离和分子鉴定技术，发现抗性品种特有的内生真菌Lecanicillium aphanocladii和酵母Papiliotrema flavescens，并通过体外实验证实其对灰霉病菌Botrytis cinerea（抑制率60%）和根结线虫Meloidogyne incognita（致死率35%）具有显著拮抗作用。该研究为植物天然抗性机制提供了新见解，并为生物防治剂开发提供了候选菌株。

　　

在农业生产中，土传病原菌和线虫病害是制约茄科作物产量的重要因素。传统化学防治方法面临环境污染和病原体抗药性等挑战，而野生近缘种Solanum torvum展现的广谱抗性为可持续防控提供了新思路。这种野生茄科植物对根结线虫Meloidogyne incognita、黄萎病菌Verticillium dahliae等多种病原具有显著抗性，但其抗性机制尚未完全阐明。近年研究发现，植物内生微生物群落可能通过产生抗生素、竞争生态位或诱导系统抗性等方式参与宿主防御，然而关于种子内生菌在植物抗性中的作用研究仍属空白。

为揭示S. torvum的抗性生物学基础，Tiziana Irdani团队在《Journal of Plant Diseases and Protection》发表了开创性研究。研究人员采用无菌分离技术从单粒种子中获取内生微生物，通过分子鉴定（ITS/16S rDNA测序）和系统发育分析确定菌株分类地位，并运用体外共培养、显微观察等方法评估其对病原真菌B. cinerea和线虫M. incognita/Bursaphelenchus eremus的拮抗效应。

种子内生微生物群落特征

通过比较S. torvum与S. melongena的种子微生物组，发现前者特有地携带L. aphanocladii（IT45菌株）和P. flavescens（IT53菌株）。这些菌株在易感品种中完全缺失，暗示其可能与宿主抗性相关。

L. aphanocladii的生物学特性

该菌株表现出多形性生长特征（图1），能产生微孢子（3.0±0.8×1.5±0.1 μm）和大孢子（6.0±0.6×2.9±0.5 μm）。系统发育分析（图2）确认其归类于虫草菌科，与已知菌株存在显著形态差异（表2）。值得注意的是，在MAD培养基上分泌红色素（推测为抗菌物质oosporein）（图3）。

病原拮抗作用验证

真菌拮抗：L. aphanocladii通过覆盖生长和色素分泌完全抑制B. cinerea菌丝扩展（图4）；P. flavescens则使病原菌生长减少60%（图5D）。

线虫防治：P. flavescens通过黏附作用使线虫运动能力下降35%（图6）；L. aphanocladii则表现出捕食特性——其分生孢子能黏附并穿透线虫体壁（图7），对B. eremus的生殖孔具有特异性侵染能力（图8）。

这项研究首次揭示了S. torvum种子特异携带的两种具有双重生物防治潜力的内生微生物。L. aphanocladii展现的"真菌-线虫双靶向"拮抗模式，以及P. flavescens对病原菌的广谱抑制作用，为理解植物-微生物互作提供了新视角。从应用角度看，这些菌株可作为生物农药的候选资源，其天然存在于食用作物近缘种的特点更增强了应用安全性。该研究同时提出了种子微生物组工程的新思路——通过定向培育特定内生菌群落，可能实现作物抗性的代际传递，为可持续农业提供创新解决方案。