利用本地分离的朝鲜假单胞菌（Pseudomonas koreensis）与乙酸钙不动杆菌（Acinetobacter calcoaceticus）引发番茄种子处理以缓解番茄褐色皱果病毒（ToBRFV）症状并提升不同番茄品种植株表现的研究

《Biological Control》：Priming tomato seeds with native isolates of Pseudomonas koreensis and Acinetobacter calcoaceticus to mitigate tomato brown rugose fruit virus (ToBRFV) symptoms and improve plant performance in tomato cultivars

　　

以本地分离的朝鲜假单胞菌（Pseudomonas koreensis，B1）和乙酸钙不动杆菌（Acinetobacter calcoaceticus，B2）对番茄种子进行引发处理，以缓解番茄褐色皱果病毒（ToBRFV）症状并提升不同番茄品种的植株表现。研究发现，B1与B2可减轻ToBRFV的症状严重度；在病毒接种前施用B1+B2混合菌剂（BMix）的效果优于接种后施用；本地分离菌株展现出作为环境友好型ToBRFV生物防治制剂的潜力。

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一、研究背景与问题

番茄（Solanum lycopersicum L.）是全球广泛种植的园艺作物，年产量超过1.87亿吨，中国为全球最大生产国（2023年产量6763.6万吨），伊朗位列第五。番茄易受多种病毒侵染，其中番茄褐色皱果病毒（ToBRFV，学名Tobamovirus fructirugosum，属烟草花叶病毒属Tobamovirus、帚状病毒科Virgaviridae）自2015年在约旦首次发现以来，已在四大洲至少40个国家报道。该病毒引起褪绿斑点、果实畸形、褐色坏死斑、结果数减少、叶片鞋带化、萎蔫乃至整株死亡，严重降低果实商品性。ToBRFV主要通过机械接触传播，包括种苗、植物残体、污染土壤、循环水、工人手部和农具，带毒种子也是重要传播途径（种传率8%–28%）。目前缺乏有效化学药剂或专一介体进行防控，对温室种植者构成重大挑战。

为有效管理该病害，需兼顾病害控制、土壤健康与环境保护。利用土壤有益微生物群落，特别是植物根际促生菌（PGPR），被视为可持续农业的可行途径。PGPR可通过直接机制（固氮、产激素、增溶磷、产ACC脱氨酶）和间接机制（调节或中和病原危害、提升植物耐受性、影响防御相关生理通路）促进植物生长。然而，PGPR在病毒病特别是ToBRFV管理中的潜力研究相对不足，本地PGPR分离株对ToBRFV的防效、单一菌株与组合菌株的效果比较、施用时机对防病和植物响应的影响，以及不同番茄品种对PGPR处理的差异响应，均缺乏充分表征。这些知识空白至关重要，因为PGPR介导的病害管理可能依赖于细菌与寄主基因型及施用时机，不能一概而论。

二、研究内容与结论

研究人员开展了一项系统研究，将两种伊朗本地PGPR分离株——朝鲜假单胞菌（P. koreensis，B1）和乙酸钙不动杆菌（A. calcoaceticus，B2）——单独及组合（BMix）应用于两个番茄品种（Super Majar和Chocolate），比较病毒接种前预防性施用与接种后施用两种时机，评估对ToBRFV症状缓解和植株表现的影响。研究假设：PGPR可减轻ToBRFV症状严重度及相关的生理生化损伤；B1与B2组合优于单菌；预防性施用优于接种后施用；不同品种响应程度存在差异。研究具体目标包括：比较B1、B2及组合对症状发展的影响；确定接种前与接种后施用的效果差异；评估品种依赖性响应；明确症状减轻是否伴随生长、光合色素及酶/非酶抗氧化响应的改善。

三、关键技术与方法

研究人员采用的主要技术方法包括：从洛雷斯坦大学植物病理实验室获取ToBRFV分离株Ir: Lo1（NCBI登录号PQ760178），该分离株源自伊朗洛雷斯坦省温室番茄；两种PGPR分离株（B1和B2）分离自伊朗洛雷斯坦省小麦田根际，经表型、生化及16S rRNA基因扩增和Sanger测序确认（GenBank登录号OP765892和OP770352）。病毒致病性通过机械接种番茄（S. lycopersicum）和烟草（N. tabacum）幼苗验证，并经RT-PCR扩增外壳蛋白基因623-bp片段确认。细菌接种采用种子引发（种子浸入菌悬液30–60 min）和根灌（两叶期每株5 mL，浓度1×10⁸ CFU mL^?1）两种方式。实验设计为随机完全区组设计的裂区试验，每个品种设7个处理（B1+V、B2+V、BMix+V、V+BMix、BMix、Ctrl、V），5次重复。病害严重度采用0–4级分级标准评估，并计算病情指数（DSI）。

四、研究结果

病害严重度评估

研究人员在接种后3天起每日记录症状发展，采用标准化分级量表评估各处理病情。通过计算病情指数（DSI）量化感染对番茄处理的整体影响，比较不同细菌处理对ToBRFV症状的缓解效果。

细菌处理对症状的缓解作用

研究发现，B1和B2单独或组合处理均可显著减轻ToBRFV症状严重度。其中，BMix+V处理（接种前组合施用）表现出最优的防病效果，优于单一菌株处理。这一结果表明，两种PGPR菌株的组合具有协同增效作用，能够更有效地抑制病毒症状发展。

施用时机的影响

研究比较了病毒接种前预防性施用（BMix+V）与接种后立即施用（V+BMix）的效果。结果显示，接种前施用BMix显著优于接种后施用，表明预防性定殖对于发挥PGPR的保护作用至关重要。提前在根际建立有益菌群能够更有效地激活植物防御机制，从而在病毒侵染前形成保护屏障。

品种依赖性响应

两个番茄品种（Super Majar和Chocolate）对PGPR处理的响应存在差异。不同品种在症状减轻程度、生长促进和生理生化指标改善方面表现出品种特异性，说明寄主基因型在PGPR介导的病毒病管理中起重要作用。

生长、色素与抗氧化响应

研究人员进一步测定了各处理的植株生长参数、光合色素含量以及酶和非酶抗氧化活性。结果表明，PGPR处理（尤其是BMix+V）不仅减轻了病毒症状，还改善了植株生长表现，维持了较高的光合色素水平，并调节了抗氧化酶（如过氧化物酶、超氧化物歧化酶等）和非酶抗氧化物质（如酚类、类黄酮等）的活性，从而缓解了病毒侵染引起的氧化胁迫。

五、讨论与结论

讨论部分指出，本地PGPR分离株（B1和B2）对ToBRFV具有显著的生物防治潜力，其效果依赖于菌株组合、施用时机和寄主基因型。接种前组合施用BMix是最优策略，能够通过提前定殖激活植物防御系统，减轻症状并维持植株性能。研究结果支持PGPR作为环境友好型ToBRFV管理工具的可行性，为可持续农业中利用有益微生物防控病毒病提供了实验依据。

研究结论部分总结：朝鲜假单胞菌（B1）和乙酸钙不动杆菌（B2）单独或组合处理均可缓解ToBRFV症状严重度；接种前B1+B2混合施用（BMix+V）效果优于接种后施用（V+BMix）；本地分离菌株展现出作为生态友好型ToBRFV生物防治制剂的潜力。研究填补了PGPR在ToBRFV管理中应用的知识空白，明确了菌株组合、施用时机和品种差异对防效的影响，为开发基于PGPR的病毒病综合管理策略提供了重要参考。