来源：J Fungi (Basel) | 编译：DNA Lab Space
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导语
蓝莓灰霉病是由灰葡萄孢（Botrytis cinerea）引发的严重真菌病害，危害叶片、花果及储藏期果实，造成巨大经济损失。本研究报道一株棘孢木霉（Trichoderma asperellum）通过直接拮抗灰葡萄孢与激活蓝莓系统性防御反应的双重机制，显著抑制灰霉病发生，防控效果优异。该发现为蓝莓灰霉病的绿色生物防治提供了新菌株资源与理论依据。
研究背景
蓝莓因富含花青素等功能成分而广受欢迎，其种植面积逐年扩大。然而，灰霉病在蓝莓生长和采后贮藏阶段高度流行，特别是在温暖潮湿环境下，灰葡萄孢可迅速侵染花器、幼果和成熟果实，导致软腐和灰霉层形成，严重时可致减产50%以上。目前防治主要依赖化学杀菌剂，如苯并咪唑类和二甲酰亚胺类药剂，但长期使用导致病原菌抗药性加剧，且存在农药残留和环境污染风险。因此，开发安全高效的生物防治策略成为蓝莓产业可持续发展的迫切需求。
木霉属（Trichoderma spp.）是研究最广泛的生防真菌之一，其生防机制包括营养和空间竞争、产生抗菌次级代谢产物、重寄生作用以及诱导寄主产生抗病性等。棘孢木霉作为木霉属中的重要成员，已在多种作物上展现出对土传和叶部病害的良好控制效果。然而，针对蓝莓灰霉病，棘孢木霉的具体抑病能力及其是否诱导蓝莓系统抗性，此前缺乏系统研究。本研究旨在明确棘孢木霉对灰葡萄孢的拮抗活性，并探讨其接种蓝莓后对抗病相关生理和分子水平的影响，为开发针对蓝莓灰霉病的微生物菌剂奠定基础。
研究方法
研究首先从健康蓝莓根际土壤中分离纯化获得一株棘孢木霉菌株，并基于形态学特征与ITS序列分析进行分子鉴定。随后设计一系列实验评估其生防潜力。
体外拮抗实验采用平板对峙培养法，将灰葡萄孢菌饼与棘孢木霉菌饼分别置于PDA培养基两端，25°C培养7天，测量灰葡萄孢菌落向木霉方向的生长半径，计算抑制率。同时，通过倒置培养法检测棘孢木霉挥发性有机物（VOCs）对灰葡萄孢菌丝生长的影响。制备棘孢木霉发酵滤液，设置不同稀释浓度，加入PDA培养基中，接种灰葡萄孢菌饼，测定菌丝生长抑制率；并测定发酵滤液对灰葡萄孢分生孢子萌发的抑制效果。
温室盆栽试验选用蓝莓'奥尼尔'品种一年生苗。棘孢木霉孢子悬浮液（浓度为1×10⁷ CFU/mL）通过根部灌施进行预处理，24小时后采用喷雾法接种灰葡萄孢孢子悬浮液（1×10⁵ CFU/mL）。设对照组（仅接种病原菌）、木霉处理组（木霉+病原菌）、空白对照。接种后定期统计叶片病斑直径与发病率，计算防治效果。
防御酶活性测定在处理后0、12、24、48、72小时采集叶片，测定苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和超氧化物歧化酶（SOD）等防御相关酶活性。防御基因表达分析采用荧光定量PCR（qRT-PCR）检测水杨酸（SA）途径标志基因PR1和NPR1，以及茉莉酸（JA）途径标志基因PDF1.2和LOX2的表达量变化。每处理设置3次重复，数据通过统计分析检验显著性。
研究结果
体外拮抗实验表明，棘孢木霉与灰葡萄孢对峙培养后，灰葡萄孢菌落生长受到显著抑制，线性抑制率达68.5%，且抑菌带清晰，说明棘孢木霉通过快速生长占据空间并分泌抗真菌代谢物。挥发性有机物实验显示，灰葡萄孢在有棘孢木霉挥发性物质的环境中菌落直径较对照减小42.3%，表明VOCs也参与拮抗作用。棘孢木霉发酵滤液对灰葡萄孢菌丝生长的抑制呈剂量依赖性，1:5稀释浓度下抑制率达81.2%；同时，发酵滤液在1:10稀释时可显著抑制分生孢子萌发，萌发率仅为对照的23.7%，显示出强抗孢子萌发活性。
盆栽接种实验中，仅接种灰葡萄孢的对照组植株叶片在3天后出现水渍状病斑，7天后病斑扩展并覆盖灰色霉层；而经棘孢木霉预处理过的蓝莓叶片病斑数目和面积明显较小。接种后第7天，对照组发病率达85.6%，木霉处理组为31.4%，计算得出的防治效果为63.3%。说明棘孢木霉不仅能直接抑制病原菌，还能在活体条件下有效减轻蓝莓灰霉病发生。
防御酶活性测定结果显示，棘孢木霉处理显著提高了蓝莓叶片中多种防御酶活性。处理后48小时，POD、PAL和PPO活性均达到峰值，分别为对照的2.3倍、1.9倍和1.7倍，SOD活性也较对照组提高约55%。酶活变化在12小时即出现明显升高，表明棘孢木霉能够快速触发蓝莓的防御应答。
防御基因表达分析进一步揭示了诱导抗性的分子机制。与对照相比，棘孢木霉处理组蓝莓叶片中PR1和NPR1基因表达量在处理后24小时显著上调，分别达到对照的4.6倍和3.8倍；而PDF1.2和LOX2基因表达变化不明显。该结果提示棘孢木霉诱导的蓝莓抗病性主要依赖水杨酸信号通路，而非茉莉酸通路。综合来看，棘孢木霉通过双重方式发挥作用：一方面直接拮抗灰葡萄孢，另一方面激活蓝莓的SA依赖型系统获得抗性（SAR），从而增强寄主抗病能力。
讨论与展望
本研究系统证实了棘孢木霉对蓝莓灰霉病的高效防控作用，其机制涉及多重协同：分泌胞外抗菌物质抑制菌丝和孢子、挥发性有机物抗真菌，以及通过水杨酸信号通路激活寄主防御反应。与其他木霉研究相比，本研究首次在蓝莓体系中明确了棘孢木霉诱导抗性通路偏向SA途径，为从分子水平理解木霉-蓝莓-病原菌三方互作提供了新的证据。田间环境更为复杂，微生物群落的相互作用可能影响棘孢木霉的定殖和防效；此外，棘孢木霉对蓝莓果实品质的影响、与化学药剂的兼容性以及适合工业化生产的制剂配方仍有待探索。未来可结合基因组和代谢组分析，解析关键抗菌活性成分，并开发稳定高效的微生物菌剂，推动蓝莓灰霉病绿色防控技术的大田应用。
参考来源
She Y, Song X, Wang T, Li Y, Zheng H. Trichoderma asperellum Suppresses Gray Mold Caused by Botrytis cinerea and Enhances Disease Resistance of Blueberry. Journal of Fungi (Basel). DOI: 10.3390/jof（原文未提供完整DOI，以期刊正式记录为准）。