爱尔兰燕麦谷物中镰刀菌属的流行与多样性：2022年商业田间的真菌群落特征及霉菌毒素风险分析

这篇研究通过形态学和分子生物学方法（ITS和TEF1-α测序）系统调查了2022年爱尔兰东南部44个燕麦田的镰刀菌（Fusarium）群落，揭示了以产T-2/HT-2毒素的F. langsethiae（检出率70%）为主导，伴生F. tricinctum（61%）和F. poae（39%）的多物种污染格局。研究强调了在欧盟新规（EC 2024）背景下，整合田间监测与霉菌毒素管控对保障燕麦食品安全的重要性。

　　

引言

镰刀菌赤霉病（FHB）是禾谷类作物的重大病害，而燕麦（Avena sativa）虽被认为较小麦和 barley 更抗病，仍面临镰刀菌复合体的威胁。爱尔兰潮湿凉爽的气候为Fusarium spp.的滋生提供了理想条件，尤其是能产生剧毒T-2/HT-2毒素的F. langsethiae，其无症状侵染特性增加了监测难度。随着欧盟2024年新规对燕麦制品中T-2/HT-2限值的收紧，厘清田间菌群构成成为当务之急。

材料与方法

研究团队在2022年生长季从爱尔兰东南部44个商业燕麦田（含2个有机田）采集GS92期籽粒，通过表面消毒和PCNB选择性培养基分离获得4140株真菌。基于菌落形态（如F. langsethiae的粉尘状微菌核）、产孢特征等划分为16个形态组，其中Group 1/7/13被初筛为潜在镰刀菌。对755株代表菌株进行rDNA ITS测序验证后，对422株疑似镰刀菌开展高分辨率TEF1-α基因测序，利用FUSARIOID-ID数据库完成种级鉴定。

结果

真菌群落特征：燕麦籽粒共栖真菌呈现高度多样性，Alternaria、Epicoccum等非致病菌占优，而镰刀菌总检出率仅5%-25%。值得注意的是，冬季燕麦田22WoN09（非谷物轮作）和春季田22SoN06中镰刀菌占比异常突出，分别达78%和65%。

优势种群解析：TEF1-α测序确认F. langsethiae为绝对优势种（占镰刀菌分离株的69.4%），其广泛分布于70%的田块但单田丰度低（<6%）。次要种群包括产恩镰孢菌素（ENNs）的F. tricinctum（19.4%）和产NIV的F. poae（6%），三者共同构成"凉爽适应型"菌群。

气候关联性：2022年夏季异常干旱（降水减少20%，气温升高1.5°C）可能抑制了镰刀菌的整体活跃度，但F. langsethiae仍表现出顽强的环境适应性，印证了其在北欧燕麦体系中的生态位优势。

讨论

霉菌毒素风险：F. langsethiae的高流行率与爱尔兰既往T-2/HT-2污染报告（De Colli et al. 2021检出率41-51%）高度吻合，而F. tricinctum的广泛存在提示ENNs/BEAs等多毒素共污染风险。

农艺实践启示：有机管理和非谷物轮作田的镰刀菌负荷较低，但主导品种Isabel（占样本55%）在部分田块表现高感，暗示品种抗性存在波动。

方法论创新：研究建立的"形态初筛-ITS验证-TEF1-α定种"三级流程，为低成本监测镰刀菌群落提供了范本，尤其适合F. langsethiae这类难培养物种。

展望

未来需结合多年度气候数据与毒素检测，明确干旱胁迫下Fusarium的产毒规律。数字PCR等新技术（Natarajan et al. 2025）可提升田间监测灵敏度，而本研究保存的菌种库为后续抗性育种和杀菌剂评价奠定了基础。在气候变化加剧的背景下，构建从田间到餐桌的全程管控体系，将是保障爱尔兰"绿色燕麦"国际竞争力的关键。