《Frontiers in Plant Science》：Biopolymer-based seed biopriming with fungal endophytes suppresses Fusarium wilt and modulates growth in tomato
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基于生物聚合物的种子生物引发是一种新兴策略，可在维持种子活力与真菌持久性的同时递送内生真菌生物防治菌剂，然而载体基质与暗色有隔内生真菌(DSE)的相容性，以及该类真菌在番茄中防治尖孢镰刀菌番茄专化型(Fusarium oxysporum f. sp. lyco
基于生物聚合物的种子生物引发是一种新兴策略，可在维持种子活力与真菌持久性的同时递送内生真菌生物防治菌剂，然而载体基质与暗色有隔内生真菌(DSE)的相容性，以及该类真菌在番茄中防治尖孢镰刀菌番茄专化型(Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, FOL)的潜力，迄今仍属空白。研究人员评估了三种生物聚合物基质——海藻酸钠(SA)、阿拉伯胶(GA)和瓜尔胶(GG)——作为十株内生真菌分离物的载体：Torula sp. (BC01、BC11)、Sordaria fimicola (BC06)、Clarireedia calopus (BC17、BC18)、Trichoderma gamsii (BC20)、Clarireedia narcissi (BC34)、T. saturnisporum (BC49)、T. aggressivum f. sp. europaeum (TA)和T. longibrachiatum (H1)。研究人员比较了三种吸胀时间和每种基质的四个浓度，并相对于基质接种评估了它们对种子萌发和活力、真菌繁殖体活力和截留效率、4 °C冷藏期间的持久性以及对FOL生物防治效果的影响。吸胀15分钟可获得最高且最稳定的萌发率和活力，使用SA(0.5–1% w/v)和GA(25–40% w/v)时萌发率保持在80%以上。繁殖体类型决定了生物聚合物相容性：产孢子分离物在中高浓度GA条件下达到最大活力，而产微菌核分离物在SA条件下保存效果更佳。BC20与GA的组合与作物不相容，在三次独立播种中均未产生幼苗出土。冷藏30天维持了真菌活菌载量，其中BC49、H1和TA表现出最强的持久性，而BC06、BC20和BC34下降最为显著；初始截留效率与长期活力之间无相关性。萌发率和幼苗活力指数在整个40天期间保持稳定。生物引发在效果上始终优于基质接种，BC34和H1分别实现了100%和94.1%的保护率，而BC01的基质接种则产生了负保护率(?29.4%)。主成分分析将两种施用方法明确区分，将生物引发与更强的病害抑制相关联，将基质接种与更大的生物量积累相关联，揭示了生物防治效果与促生长作用之间的权衡关系。因此，个体化优化的生物聚合物–内生菌配方代表了一种可持续管理番茄枯萎病的可行策略，并首次提供了DSE繁殖体可通过种子生物引发实现包封和递送的证据。
**研究背景与科学问题**
全球农业正面临农用化学品过度投入、土壤质量退化和水资源消耗加剧等严峻挑战，向可持续生产体系转型已成为当务之急。基于生物聚合物的种子包衣和种子生物引发（seed biopriming，将种子在含生防微生物的聚合物溶液中浸渍处理以同步实现包被与引发）技术，因兼具递送有益微生物、减少化学投入和改善作物抗逆性等优势而受到广泛关注。内生真菌可通过竞争、抗生、重寄生和诱导植物防御等多种机制抑制病原菌并促进植物生长，但其田间应用长期受限于繁殖体（propagule，可用于繁殖或传播的真菌结构，如孢子、微菌核等）稳定性差、货架期短和定殖效率低等问题。暗色有隔内生真菌（DSE，一类定殖于植物根内、菌丝具暗色分隔特征的内生真菌）在其他作物-病原体系中已展现出生防与促生潜力，但其在番茄-尖孢镰刀菌番茄专化型（FOL，引起番茄枯萎病、可致高达70%产量损失的土传病原真菌）病理体系中的作用尚属空白。为此，研究人员选取三种理化性质各异的生物聚合物——海藻酸钠（SA，阴离子胶凝多糖）、阿拉伯胶（GA，阿拉伯半乳聚糖-蛋白质复合物）和瓜尔胶（GG，中性半乳甘露聚糖）——作为十株内生真菌分离物的载体基质，系统评估其相容性、包被效率与生防效果，并比较种子生物引发与基质接种两种施用方式。该研究发表于《Frontiers in Plant Science》。
**主要技术方法**
真菌菌株来源于西班牙阿尔梅里亚大学农学系菌种保藏库；供试番茄品种为'ROMA VT-3831'（种子由西班牙瓦伦西亚Mascarell Semillas公司提供）。主要方法包括：种子-生物聚合物相容性试验（测定萌发率GP、萌发速率指数GRI、种子活力指数SVI）；生物聚合物-生防菌相容性试验（血球计数板测定繁殖体活力）；包被效率评估（CFU计数、扫描电镜SEM观察、4 °C冷藏30天活力追踪）；盆栽生防试验（比较种子生物引发与基质接种，测定病情指数DSI、病害进展曲线下面积AUDPC、SPAD叶绿素指数及生长参数）；采用多因素方差分析、层次聚类分析（HCA）和主成分分析（PCA）进行统计。
**研究结果**
3.1 生物聚合物-种子相容性
通过比较三种吸胀
