木霉M7通过调控根际微生物群落和果实代谢通路提升番茄采后糖酸比的作用机制

针对提升番茄果实风味品质的农业需求，研究人员通过接种Trichoderma asperellum M7，系统研究了其对根际微生物群落(TM7a、Candidatus_Saccharimonas)和果实代谢通路(CDP-ribitol、d-glucose等)的调控作用，发现该菌株通过激活糖代谢相关酶(SPS、AI等)和基因表达，显著提高糖酸比(SAR)28.08%，为微生物肥料开发提供新思路。

　　

在全球果蔬消费升级的背景下，番茄(Solanum lycopersicum L.)作为重要的经济作物，其风味品质尤其是糖酸比(SAR)成为消费者关注的核心指标。然而传统育种和施肥手段对果实品质的提升已遭遇瓶颈，且化学肥料过度使用带来的环境问题日益凸显。与此同时，土壤微生物作为植物的"第二基因组"，其调控作物品质的机制仍如"黑箱"。Hainan University的研究团队独辟蹊径，从海南香蕉根际分离获得一株绿色木霉(Trichoderma asperellum M7)，揭开了微生物-植物互作改善果实品质的分子奥秘。

研究采用盆栽实验设计，设置自然土壤与灭菌土壤对照，通过多组学联用技术展开分析。关键方法包括：Illumina Novaseq 6000平台进行16S rRNA和ITS测序解析微生物群落；UPLC-ESI-QTOF-MS/MS非靶向代谢组学检测果实代谢物；ELISA试剂盒测定蔗糖合成酶(SS)等酶活；qPCR定量糖代谢相关基因表达。

3.1 生理与品质变化

接种M7使单果重提升28.08%，总可溶性固形物(TSS)增加19%至54.045 mg g^-1，而可滴定酸(TA)降低11%至6.223 mg g^-1，最终SAR显著提高。有趣的是，灭菌土壤中这些效应消失，暗示微生物群落的必要性。

3.3 根际微生物组分析

ITS测序显示M7成功定殖，使木霉属相对丰度持续高于对照。16S rRNA测序发现M7特异性富集Saccharimonadaceae科的TM7a和Candidatus_Saccharimonas菌属，这些依赖宿主细菌生存的"超小细菌"(200-300 nm)具有独特的ABC转运系统，可能与糖代谢调控相关。

3.4 代谢组学发现

在4568个检测代谢物中，M7处理显著上调CDP-ribitol(53.14%)、d-glucose(28.47%)等糖类物质，KEGG分析显示这些物质富集于淀粉蔗糖代谢、磷酸戊糖途径等5条通路。

3.5 酶与基因调控

M7处理组蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性提升42.07%，酸性转化酶(AI)基因表达显著上调(p=0.034)。代谢流分析表明，这种"开源节流"模式——即同时增强蔗糖合成与分解能力，可能是提高单糖积累的关键。

该研究发表于《Scientia Horticulturae》，首次阐明木霉通过"微生物杠杆"调控果实品质的双重机制：一方面重塑根际微生态，激活Saccharimonadaceae等有益菌群；另一方面通过代谢重编程"定向导航"碳流向，上调糖类物质合成。这不仅为开发新型微生物肥料提供理论依据，更开创了"从土壤到果实"的全链条品质调控新思路。特别值得注意的是，研究中发现的TM7a菌属与人类糖尿病遗传风险相关，暗示农业微生物研究可能为医学提供跨界启示。未来研究可进一步解析M7分泌的效应分子与宿主互作的分子开关，推动微生物农业从经验走向精准。