《Journal of Plant Pathology》：Comparison of soil infestation and toothpick methods for Macrophomina species in melon plants
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本文为标准化评估不同炭腐病菌（Macrophomina spp.）的致病力提供了关键数据。针对甜瓜根腐和茎枯病问题，研究人员比较了土壤接入带菌米粒与牙签茎基接种两种方法的效果，明确了不同菌种达到同等致病水平所需的接种浓度，为精准鉴定病原菌和选育抗性品种建立了量化标准。
在巴西东北部，甜瓜是重要的经济作物，但连作种植模式使得一种名为炭腐病（Charcoal rot）的土传病害日益严重，导致植株根茎腐烂、减产甚至绝收。这背后是几种形态相似但致病力可能不同的真菌在作祟，它们同属于Macrophomina属，主要包括M. phaseolina、M. pseudophaseolina和M. euphorbiicola。然而，一个困扰植物病理学家和育种者的问题是：如何准确、一致地评估这些病原菌的“攻击力”？传统的评估方法，比如将带菌的牙签插入植株茎基部，虽然操作快、症状明显，但其造成的伤口是人工的，无法完全模拟病原菌在田间从土壤中的微菌核自然侵染根部并上行的真实过程。这可能导致实验室评估结果与田间实际抗病表现脱节。另一方面，另一种更接近自然的评估方法——将带菌的米粒混入土壤中，则缺乏一个明确的“剂量”标准：用多少带菌米粒才能有效引发病害，并与传统方法的结果有可比性？为了填补这一空白，为不同Macrophomina菌种的致病力评估提供科学、可重复的量化依据，一项系统的对比研究应运而生，其成果发表在植物病理学领域的知名期刊《Journal of Plant Pathology》上。
研究者采用的关键技术方法主要包括两种对比性接种技术：一是牙签茎基接种法，将预先在真菌培养基上长满菌丝的牙签以45度角斜插入幼苗茎基部（土面上1厘米处）；二是土壤接种法，将培养在米粒基质上的真菌作为接种体，按不同梯度（每2.7升盆1、3、6、9、12、15、18粒）混入灭菌盆栽土中。研究使用的供试材料为商用甜瓜杂交品种“Natal-RZ”。在接种60天后，评估团队系统测量了病害发生率（INC）和病害严重度（SEV），并测定了包括根长（RL）、茎长（SL）、根系和地上部鲜重（FRW， FSW）与干重（DRW， DSW）在内的多项生物量指标，运用回归分析和主成分分析（PCA）等统计手段来解析数据。
研究结果
病害发生率与严重度受菌种和接种体浓度共同调控
研究结果显示，要达到与牙签接种法相当的病害发生率和严重度水平，三种菌种所需的土壤中带菌米粒数量差异显著。对于致病力最强的M. phaseolina菌株A11P17，仅需3粒米粒即可；而对于M. pseudophaseolina菌株A7P15和M. euphorbiicola菌株CMM-2158，则分别需要12-18粒和18粒。回归分析进一步量化了这一点：达到最大病害发生率（100%）所需的米粒数估计值分别为1.62粒（M. phaseolina）、12.48粒（M. pseudophaseolina）和17.63粒（M. euphorbiicola）。在病害严重度方面，对于M. pseudophaseolina和M. euphorbiicola，18粒接种体产生了最高的严重度值；而对于M. phaseolina，严重度在3粒米粒时即达到最高值，单粒米粒引发的严重度甚至高于其他两种菌种在任何浓度下的表现。这清晰地证实了M. phaseolina在该试验条件下具有最强的侵袭性。
高浓度接种体对植株生长发育产生系统性负面影响
当接种体浓度达到最高（18粒）时，对所有三种菌种感染的植株都造成了严重的生长抑制。具体表现为：根长分别减少了75%（M. phaseolina）、65%（M. pseudophaseolina）和80%（M. euphorbiicola）；茎长分别减少了74%、74%和69%；地上部鲜重和干重也大幅下降。一个有趣的现象是，在感染M. pseudophaseolina和M. euphorbiicola的植株中，根系鲜重（FRW）反而增加了100%，但根系干重（DRW）却显著降低。这表明，在高病原压力下，根系可能发生了水肿或异常增生，但并未积累健康的干物质，这是一种典型的胁迫反应。
主成分分析揭示生长与病害的权衡关系
通过主成分分析（PCA），研究者直观地展示了不同接种处理下植株状态的分化。对于M. phaseolina，低接种量（1-3粒）与较高的根系干重、地上部鲜重和根长正相关，意味着有利于生长；而高接种量（12-18粒）则与高病害发生率和严重度紧密关联。对于另外两种菌种，也观察到了类似的模式：低接种量倾向于促进植株生长相关指标，而高接种量（特别是12粒及以上）则强烈驱动病害发展，并与增高的根系鲜重相关联，将植株推向“患病”状态。
结论与讨论
本研究的核心结论在于，它为比较和标准化不同Macrophomina菌种在甜瓜上的致病力评估提供了关键的定量依据。研究明确指出，土壤接种法（带菌米粒法）虽能更好地模拟自然侵染过程，但其效果高度依赖于接种体浓度，且不同菌种达到等效致病水平所需的“剂量”迥异。M. phaseolina仅需低剂量即可引发严重病害，证实了其强致病性；而M. pseudophaseolina和M. euphorbiicola则需要高得多的接种体浓度。这一发现对于抗病育种和病原菌监测至关重要：在筛选抗性材料时，必须根据目标菌种调整接种浓度，否则可能导致误判。
研究同时揭示了植株对病原胁迫的复杂反应。高接种浓度下根系鲜重的增加，可能是一种补偿性或病理性的生长反应，但以牺牲根系和地上部的正常发育及干物质积累为代价。这提示我们，在评估病害时，不能仅看根系大小，还需结合干重等指标综合判断。
总之，这项研究不仅解决了方法学上的标准化难题，加深了我们对不同炭腐病菌致病特性的理解，而且为田间病害管理的精准施策（如针对不同优势菌种调整防治阈值）和培育广谱或特异抗病甜瓜品种提供了坚实的实验基础。它强调，在植物病理学研究中，选择并量化恰当的接种方法，是连接实验室发现与田间应用的关键一环。
