《Frontiers in Microbiology》:In vitro antagonistic potential of Trichoderma species against phytopathogenic fungi isolated from selected vegetable crops
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木霉属(Trichoderma)物种能够引起寄主植物代谢活动的显著变化,从而促进植物生长并增强植物对多种真菌侵染的防御机制。该属已被报道为多种植物病原真菌的潜在生物防治菌(biological control agents, BCAs)。因此,本研究旨在通过双
木霉属(Trichoderma)物种能够引起寄主植物代谢活动的显著变化,从而促进植物生长并增强植物对多种真菌侵染的防御机制。该属已被报道为多种植物病原真菌的潜在生物防治菌(biological control agents, BCAs)。因此,本研究旨在通过双平板对峙培养法(dual-plate assay)评估分离自尼日利亚卡诺州(Kano State)选定地点的本土木霉属分离株对影响选定蔬菜的植物病原菌的体外拮抗活性。分子鉴定揭示了三个木霉分离株:T. koningii(登录号KY886143.1;BLAST相似性99.63%)、T. harzianum(KJ807357.1;98.94%)和T. viride(OP546802.1;98.12%)。结果表明,与对照相比,木霉属显著抑制了所分离植物病原真菌的径向生长。在受试物种中,T. harzianum的抑制百分率较高。具体而言,在双重培养试验中,T. harzianum的抑制率为10.82%–72.32%,T. koningii为5.49%–63.15%,T. viride为2.22%–47.33%。木霉属处理结果显示,通过单因素方差分析(one-way ANOVA),受试病原菌的径向生长显著降低,抑制百分率存在统计学差异(p < 0.05)。本研究结果揭示了木霉属真菌的重寄生潜力,可用于筛选合适的生物防治菌剂,也为植物病原菌相互作用提供了有用见解,对制定农业重要作物真菌病害的生物防治策略具有重要意义。
蔬菜种植是农业的重要组成部分,在提供收入、就业和营养的同时,也有助于满足粮食安全需求。然而,蔬菜生产受到多种生物因子的威胁,其中真菌病原菌可在种子期、生长期乃至采后阶段引发病害,造成产量和品质的显著损失。传统防治主要依赖化学农药、栽培措施和轮作,但这些方法存在环境污染、病原菌抗药性和生态系统破坏等问题。因此,利用生物防治菌(BCAs)成为可持续农业中的研究热点。木霉属(Trichoderma)是研究最广泛的生防真菌之一,能够通过多种机制抑制植物病原真菌,并具有促进植物生长和诱导抗病性的潜力。基于此,研究人员从尼日利亚卡诺州(Kano State)多个蔬菜种植区采集根际土壤和染病蔬菜样本,旨在评估本地木霉分离株对番茄、辣椒和秋葵相关病原真菌的体外拮抗活性,为筛选生物防治候选菌株提供依据。该研究发表在《Frontiers in Microbiology》。
关键技术方法:土壤样本来自卡诺州Dambatta、Tudun Wada、Gaya、Gwarzo地方政府区及西北大学植物园的蔬菜田和根际土壤。研究人员采用系列稀释平板法分离木霉,结合形态学特征和18S rRNA ITS区PCR扩增及Sanger测序进行分子鉴定;从发病番茄、辣椒和秋葵组织中经表面消毒后分离病原真菌,并按形态学特征鉴定;随后采用双平板对峙培养法(dual-culture assay)将三种木霉分别与病原真菌对置培养,测量菌落径向生长并计算径向生长抑制率(%RGI);数据用单因素方差分析(ANOVA)和Tukey检验进行统计比较。
3.1 拮抗真菌(木霉属)的分离与鉴定
经形态学和分子鉴定,从土壤中获得三株木霉:T. koningii(BLAST相似性99.63%)、T. harzianum(98.94%)和T. viride(98.12%)。其培养特征与显微结构符合木霉属的典型形态,分子比对结果也支持物种水平上的准确鉴定。
3.2 染病蔬菜中植物病原真菌的分离与鉴定
从番茄、辣椒和秋葵中分离并鉴定出10种病原真菌,包括Alternaria alternata、A. solani、A. tenuissima、Aspergillus flavus、A. niger、Fusarium oxysporum、F. solani、Penicillium sp.、Rhizopus stolonifer和Colletotrichum capsici。不同病原菌可引起叶片、维管束、根和果实等部位的多种症状,表明真菌侵染可影响蔬菜的不同生育阶段和结构。所鉴定病原菌分属于子囊菌类(Ascomycetes)8种、担子菌类(Basidiomycetes)1种和毛霉门(Mucoromycota)1种。
3.3 木霉属对分离病原真菌的体外拮抗作用
双平板对峙培养结果显示,三种木霉均能显著降低病原真菌的径向生长。T. harzianum的抑制率最高,为10.82%–72.32%;T. koningii次之,为5.49%–63.15%;T. viride最低,为2.22%–47.33%。T. harzianum对F. oxysporum和F. solani的抑制率分别达72.32%和71.68%,评为非常有效(++++);对A. niger、C. capsici和A. flavus的抑制率分别为55.76%、54.83%和45.81%,评为有效(+++)。T. koningii对F. oxysporum、F. solani和C. capsici的抑制率分别为63.15%、48.82%和46.18%,也达到有效水平。T. viride对F. oxysporum、C. capsici和F. solani的抑制率分别为47.33%、46.68%和44.81%,同样表现出有效抑制。所有处理与对照相比,径向生长和抑制率均存在显著差异(p≤0.05),且拮抗效果具有病原菌依赖性。
讨论部分指出,木霉的生防机制包括营养和空间竞争、抗菌作用(antibiosis)、诱导植物防御反应以及重寄生(mycoparasitism)。木霉可分泌几丁质酶(chitinase)、葡聚糖酶(glucanase)等细胞壁降解酶,或产生次生代谢物,破坏病原菌细胞壁完整性,从而抑制菌丝生长。本研究结果与已有报道一致,即T. harzianum对多种病原真菌具有较强抑制作用,并进一步表明拮抗效果不仅取决于木霉种类,还与目标病原菌种类密切相关。
研究结论表明,本研究成功分离并鉴定出三种木霉,即T. viride、T. harzianum和T. koningii,其形态特征符合既定鉴定标准,分子BLAST分析显示与参考序列的相似性为98.12%–99.63%。从番茄、辣椒和秋葵中共鉴定出10种病原真菌。三种木霉均表现出体外拮抗活性,能够显著降低病原菌径向生长;其中T. harzianum拮抗活性最强,是进一步开发为番茄、辣椒和秋