木霉菌培养滤液作为新型生物防治剂调控马铃薯Y病毒（PVY）的作用机制与系统抗性诱导研究

本研究针对马铃薯Y病毒（PVY）缺乏有效防控剂的难题，探索了四种木霉菌（Trichoderma spp.）培养滤液（TCFs）对PVY的系统抑制作用。通过分子鉴定、RT-qPCR、防御酶活性及生长参数分析，发现TCF1（T. asperellum）和TCF2（T. asperellum）可显著降低病毒载量（抑制率>86%），上调PR1-b基因表达，激活SOD、POD等防御酶，并提升叶绿素含量，表明其兼具直接抗病毒与诱导系统抗性（SAR）的双重功能，为PVY的绿色防控提供了新策略。

　　

马铃薯（Solanum tuberosum L.）是全球第四大粮食作物，但其生产长期受到病毒病的严重威胁，其中马铃薯Y病毒（Potato virus Y, PVY）是危害最严重的病毒之一。PVY通过蚜虫以非持久性方式传播，可导致马铃薯叶片出现斑驳、花叶和畸形等症状，显著降低块茎产量和品质。目前尚无商业化抗病毒剂能有效根治PVY，而化学杀虫剂对蚜虫传播的控制效果有限，且存在环境残留和抗药性风险。因此，开发高效、可持续的生物防治策略成为当前研究的热点。

在这一背景下，木霉菌（Trichoderma）因其广泛的生物防治潜力受到关注。该属真菌可产生多种抗菌次生代谢产物，并能诱导植物系统抗性。然而，其培养滤液（TCFs）是否对PVY具有直接抑制和系统抗性诱导作用，尚缺乏系统的实验验证。本研究旨在探究四种木霉菌分离株（T1–T4）的培养滤液对PVY的防控效果及其作用机制。

本研究由埃及曼苏尔大学植物病理学系等单位合作完成，论文发表于《Potato Research》。研究人员通过田间采样和分子鉴定（RT-PCR和tefl基因测序）明确了PVY分离株（EGY-RIZK24）和木霉菌分类（T1、T2为T. asperellum，T4为T. asperelloides）。采用温室实验设计，以PVY感染的马铃薯植株为模型，通过叶面喷施TCFs，利用RT-qPCR分析病毒载量和PR1-b基因表达，并测定超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）活性和叶绿素含量等生理指标。

分子鉴定与实验设计

PVY分离株经RT-PCR和序列分析（GenBank登录号PP375808）确认属于PVY种。木霉菌分离株通过tefl基因测序鉴定，T1和T2为T. asperellum，T4为T. asperelloides。实验设健康对照组、PVY感染组和TCFs处理组（TCF1–TCF4），每组4次重复。TCFs由马铃薯葡萄糖培养基于28°C静置培养15天后离心获取，于植株3周龄时叶面喷施两次（间隔7天）。

TCFs对PVY病毒载量的抑制效应

RT-qPCR检测表明，所有TCFs处理均显著降低PVY外壳蛋白（CP）基因的表达（P<0.05）。其中TCF1效果最佳，病毒载量降低89.8%，其次为TCF2（86.1%）、TCF3（79.2%）和TCF4（68.5%）。病毒减少率与PR1-b基因上调呈负相关（r=-0.39）。

PR1-b基因表达与系统抗性诱导

TCF1和TCF2处理显著上调PR1-b基因表达（ fold change分别为2.38和2.16），表明激活了水杨酸介导的系统获得性抗性（SAR）。而TCF4处理则抑制PR1-b表达（0.09倍），提示其可能通过诱导系统抗性（ISR）等其他途径发挥作用。

防御相关酶活性变化

SOD活性在TCFs处理组均显著高于感染对照组，其中TCF2诱导效果最强。POD和PPO活性在感染初期（第1天）较高，但第5天时TCF1、TCF2和TCF3处理组仍维持较高水平。酶活性动态变化表明TCFs通过增强抗氧化防御系统缓解PVY引起的氧化应激。

营养生长参数的改善

TCFs处理提升了叶绿素含量（SPAD值），其中TCF1、TCF2和TCF3效果显著（43.9–46.3 SPAD），且负相关于病毒载量（r=-0.95）。TCF3还显著增加叶面积（56.3 cm2），而鲜重和干重在各处理间无显著差异。

相关性分析

病毒载量与PR1-b表达、SOD活性和叶绿素含量均呈负相关，而与PPO活性和干重呈正相关，进一步验证了TCFs通过多重机制增强植物抗病性和生理功能。

本研究首次证实T. asperellum来源的培养滤液（TCF1和TCF2）不仅能直接抑制PVY复制，还能通过激活SAR途径和增强抗氧化酶系统诱导马铃薯系统抗性。该策略兼具高效性和环境友好性，为开发基于微生物代谢产物的病毒防控产品提供了理论基础和实践依据。未来研究可聚焦于TCFs活性成分的规模化制备及田间应用效力的验证。