丛枝菌根真菌与长枝木霉协同防控箭筈豌豆炭疽病的机制及增效作用研究

《Frontiers in Microbiomes》：The co-application of arbuscular mycorrhizal fungus and Trichoderma on anthracnose disease in common vetch

本研究通过温室实验证实，丛枝菌根真菌（AM）Glomus tortuosum与长枝木霉（Trichoderma longibrachiatum）单用或联用可显著降低箭筈豌豆炭疽病（病原：Colletotrichum spinaciae）发病率（降幅15.39%-53.85%）和病情指数（降幅20.69%-68.97%），其机制涉及激活植物防御酶（POD/CAT/SOD/PPO）、提升土壤酶活性（脲酶/中性磷酸酶）及促进氮磷吸收（增幅12.12%-35.79%），为生态友好型病害防控提供新策略。

　　

引言

箭筈豌豆（Vicia sativa）作为重要牧草和绿肥作物，其生产长期受炭疽病（病原：Colletotrichum spinaciae）威胁，导致叶片枯死和产量下降。传统化学防治如25%吡唑醚菌酯（pyraclostrobin）虽有效（防效53.85%），但存在环境压力和抗药性风险。生物防治中，丛枝菌根真菌（AM）和木霉（Trichoderma）因其促生与抗病双重功能备受关注。本研究首次系统评估了Glomus tortuosum（BGC-NM03A）与Trichoderma longibrachiatum单用及联用对箭筈豌豆炭疽病的防控效果及其生理机制。

材料与方法

实验采用5×2因子设计，包括吡唑醚菌酯喷雾（225 g·hm^-2）、AM接种、木霉接种、AM+木霉联用及空白对照，每组设病原接种（C+）与非接种（C?）处理。测定指标涵盖病害指数、光合参数、生物量、氮磷含量、土壤酶活性及防御酶（POD/CAT/SOD/PPO）等。

结果

1. 病害控制效果

吡唑醚菌酯、AM、木霉单用及联用分别降低发病率53.85%、34.62%、34.62%和15.39%，病情指数降幅达68.97%、34.48%、32.76%和20.69%。联用效果弱于单用，可能与AM抑制木霉定殖（孢子数减少25.62%）有关。

2. 生理与生化响应

病原感染导致叶绿素下降21.99%，而AM和木霉处理分别提升27.10%和22.10%。防御酶活性显著增强：AM与木霉单用使POD、CAT、SOD、PPO活性提升19.33%-35.79%（P<0.05）。此外，AM处理使土壤中性磷酸酶和脲酶活性提高12.77%-111.17%，促进植株氮（13.88%）和磷（35.79%）吸收。

3. 土壤与植株互作

AM显著增加根系菌根定殖率（43.75%-50.00%），而病原感染降低木霉土壤种群45.65%。生物处理还缓解了病原引起的生物量下降（地上部增重19.09%-43.41%）。

讨论

AM与木霉通过多重机制协同抗病：

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  竞争排斥：抢占根系生态位，抑制病原菌侵染；

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  系统抗性：激活防御酶通路，如SOD清除自由基，PPO促进木质素合成；

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  营养调控：提升土壤脲酶和磷酸酶活性，促进氮磷利用效率。

  值得注意的是，联用未表现叠加效应，可能因微生物间竞争或代谢产物互抑。

结论

本研究证实AM真菌与木霉可通过诱导系统抗性和改善根际微环境防控箭筈豌豆炭疽病，为减少化学农药依赖提供科学依据。未来需优化菌剂配比并开展田间验证，以推动其在可持续农业中的应用。