来源：Front Microbiol | 编译：DNA Lab Space
导语
咖啡和可可作为全球重要的经济作物，其生产长期受到真菌病害的严重制约。木霉菌（Trichoderma）作为一种环境友好的生防微生物，已在可持续农业中展现出巨大潜力。本文基于一项发表于Frontiers in Microbiology的系统综述研究，通过文献计量学与系统综述相结合的方法，全面梳理了近四十年来木霉菌在咖啡和可可农业生态系统中的研究进展，揭示了该领域的研究热点、演化趋势与未来方向，为全球可持续农业实践提供了重要的理论依据。
研究背景
由病原真菌引起的病害是导致咖啡和可可产量与品质下降的主要因素之一。其中，由担子菌引起的咖啡锈病和由霉菌类病原引起的可可丛枝病等，每年在全球范围内造成数十亿美元的经济损失。长期以来，化学杀菌剂是防治这些病害的主要手段，但过度依赖化学农药已引发病原菌抗药性、土壤微生态失衡及食品安全等一系列问题。
在此背景下，利用有益微生物开展生物防治逐渐成为可持续农业的重要路径。木霉菌属真菌广泛存在于土壤和植物根际环境中，因其具有拮抗病原菌、促进植物生长、诱导系统抗性及降解有机污染物等多重生物学功能，被公认为最具应用潜力的生防微生物之一。特别是在咖啡和可可种植体系中，木霉菌不仅可用于防控土传和叶部病害，还能通过定殖于根际改善作物营养状况。然而，尽管相关研究日益增多，关于木霉菌在这些特定农业生态系统中的分布规律、生态功能及应用策略的系统性认识仍然缺乏。全球范围内该领域的研究力量分布如何？哪些研究主题占据主导地位？系统性验证证据又揭示了哪些明确的生态学和功能学结论？
研究方法
该研究采用了一套严谨的两阶段分析框架，旨在对木霉菌在咖啡和可可农业生态系统中的研究现状进行全景式扫描与深度解析。
第一阶段为文献计量学分析。研究团队在Web of Science核心合集数据库中系统检索了1980年至2024年间发表的相关文献，检索策略结合了主题词与关键词组合（如“Trichoderma”与“coffee”或“cocoa”等），并辅以文献回溯法补充遗漏条目。通过CiteSpace、VOSviewer和R语言Bibliometrix包等专业工具，对纳入文献的年度发文量、国家/机构分布、核心作者群、高被引论文及关键词共现网络进行了多维度可视化分析。这一阶段旨在从宏观层面揭示该研究领域的知识基础、演进脉络与研究前沿。
第二阶段为系统综述。研究团队遵循PRISMA（系统综述和荟萃分析优先报告条目）指南，对上述文献进行了更为严格的筛选。纳入标准要求研究须提供关于木霉菌在咖啡或可可农业生态系统中的生态功能、生物防治效果或植物生长促进作用的实证数据。最终，有52项研究通过了全文审查，进入定性综合分析阶段。研究团队对这些文献中的关键信息——如木霉菌株种类、目标病原体、应用方式、作用机制及试验规模（室内或田间）——进行了系统性提取和归纳，以评估现有证据的强度与一致性，并识别当前研究中存在的空白。
研究结果
文献计量分析结果显示，该领域的研究始于20世纪80年代末期，此后经历了缓慢增长阶段，并在近十年进入了快速增长期。其中，木霉菌在咖啡锈病和可可丛枝病生物防治中的研究是持续的核心主线。关键词共现网络进一步揭示，研究热点已从单纯的病原菌拮抗机制（如抗生素产生、重寄生作用）逐渐扩展到植物诱导系统抗性、根际定殖动态以及微生物组互作等更为复杂的生态学议题。全球范围内，巴西、哥伦比亚、印度和墨西哥等咖啡和可可主产国是该领域的主要研究力量，而中国、美国和一些欧洲国家则在与木霉菌生物防治相关的基础生物学和制剂开发研究中扮演着重要角色。
系统综述的结果为木霉菌在咖啡和可可生态系统中的功能提供了更为具体的证据。在病害防治方面，多个研究一致报道了哈茨木霉（T. harzianum）和绿色木霉（T. viride）对咖啡锈病菌（Hemileia vastatrix）及可可丛枝病菌（Moniliophthora roreri和M. perniciosa）具有显著的体外拮抗活性。在田间或温室条件下，木霉菌制剂的应用可使咖啡锈病的发病率降低25%至60%，其效果虽因菌株、施用时机的不同而有所波动，但总体上展现了作为化学杀菌剂替代或补充方案的可行性。在植物促生方面，木霉菌处理能够显著提高咖啡和可可幼苗的株高、根长及生物量，并被认为与木霉菌分泌的植物生长激素类似物及矿质营养增溶作用有关。此外，有研究还观察到木霉菌处理后作物根际土壤中过氧化氢酶和脲酶活性升高，表明土壤健康状态得到改善。
尽管上述证据令人鼓舞，但系统综述也指出了当前研究的主要局限性。首先，绝大多数研究仍集中在实验室或温室尺度，田间条件下的长期效应评估数据相对匮乏。其次，不同研究在实验设计、菌株鉴定、接种剂量及环境条件上存在巨大差异，这给研究间的横向比较和结果重复性带来了挑战。第三，针对可可和咖啡各自微生态系统中与木霉菌存在竞争或协同关系的其他微生物群落的研究尚不深入，木霉菌引入后的生态位竞争和长期定殖能力仍不明确。
讨论与展望
本研究通过系统的文献梳理，确认了木霉菌在咖啡和可可可持续生产体系中的核心价值，但也清晰地勾勒出从基础研究到田间应用之间的转化鸿沟。该领域未来的研究迫切需要标准化试验规程，推动多中心、长周期的田间验证研究。同时，随着合成生物学和微生物组学技术的迅猛发展，未来研究应更加关注木霉菌在复杂根际微生物网络中的功能定位，通过解析其与作物、病原菌及共生微生物之间的分子对话机制，为开发基于木霉菌的高效、稳定和靶向性的微生物菌剂提供理论基础。
此外，研究结果也提示政策制定者和农业推广部门，应重视针对小农户的木霉菌生物农药使用规范与技术培训，以促进这一绿色防控技术在全球咖啡和可可产业中的实际落地，从而真正推动农业生态系统的健康与可持续发展。
参考来源
Santillan-Culquimboz HW, Leiva ST, Munoz-Salas MN, Meza-Maicelo W, Lozano-Isla F. Ecology and functions of Trichoderma in coffee and cocoa agroecosystems: bibliometric and systematic insights for sustainable agriculture. Frontiers in Microbiology, 2025.
DOI: 10.3389/fmicb.2025.1580233