木霉穗腐病：揭示玉米谷物品质退化、单端孢霉烯毒素风险及代谢紊乱的分子机制

【编辑推荐】本研究首次报道印度卡纳塔克邦致病性木霉菌株（Trichoderma asperellum/T. atroviride）引发玉米穗腐病，病原菌致病变异率达80-92%，并检测到产毒基因TRI5。通过LC-MS/MS代谢组学发现572种代谢物异常，淀粉降解达38.12%（健康籽粒70.10%），揭示其通过破坏氨基酸、维生素B6和谷胱甘肽代谢途径，双重威胁粮食安全与生物防治应用。

　　

Highlight

本研究揭示了特定木霉（Trichoderma）物种（尤其是棘孢木霉T. asperellum和深绿木霉T. atroviride）作为玉米机会性病原体的新兴角色，挑战了其作为生物防治剂的传统认知。这是印度首次报道木霉引起玉米穗腐病，扩展了该属菌种的致病谱系。田间观察和致病性试验证实其可直接侵染玉米果穗，导致严重穗腐和籽粒损伤。

Discussion

尽管玉米具有重要经济价值，但其对真菌病原体高度敏感。近年来，木霉（传统认知为生物防治菌）某些菌株表现出病原性特征。棘孢木霉呈现快速绿色分生孢子特征，而深绿木霉孢子形成缓慢。TRI5基因的扩增提示单端孢霉烯毒素（trichothecene）产生风险，该毒素通过甲羟戊酸途径合成，会引发免疫抑制和肠道功能障碍。

Conclusion

研究证实木霉感染导致玉米籽粒淀粉显著降解（总淀粉降至38.12%，直链淀粉降至7.77%），并通过LC-MS/MS代谢组学鉴定出572种化合物，其中92种为感染特有代谢物。这些发现强调了在农业应用中需谨慎选择菌株并加强环境监测，以平衡生物防治效益与潜在致病风险。