華中農業大學研究團隊在作物真菌病害綠色防控研究領域取得新進展

近日，華中農業大學農業微生物學國家重點實驗室、植物科學技術學院姜道宏教授團隊在The ISME Journal在線發表題為A cosmopolitan fungal pathogen of dicots adopts an endophytic lifestyle on cereal crops and protects them from major fungal diseases的研究論文，研究揭示了世界性死體營養型病原真菌核盤菌可以在小麥、水稻、大麥和玉米等禾本科植物上內生生長，是禾本科植物的互惠性內生真菌，為尋找新型有益微生物資源控制病害提供了新的思路。

生物防治是作物病害綠色防控的重要措施之一，備受社會青睞。核盤菌（Sclerotinia sclerotiorum）是一種世界性分布的典型的死體營養型植物病原真菌，可以寄生75個科400多種植物，自1837年描述以來一直都是以毀滅性病原菌的面目出現，由其引起的菌核病是油菜上的首要病害，對油菜造成巨大的經濟損失。在生產上，小麥常常作為非寄主植物與油菜輪作以降低菌核病對油菜的危害。

研究發現，核盤菌在小麥上內生改變了小麥中與抗病途徑相關的防衛反應、光合作用、葉綠素和生長素合成等途徑相關基因的表達。基于核盤菌的這種在雙子葉植物是極具破壞性的病原真菌，而禾本科植物上是互惠性內生真菌的特點，該研究提出了“分裂營養型”（schizotrophism）的概念，并指出分裂營養型微生物在自然生態系統中具有潛在的生態學功能。

該研究中，感染真菌病毒的核盤菌菌株盡管喪失了對油菜的致病能力，但仍然可以在小麥上內生性生長，其促進小麥生長和抗病的能力與正常的核盤菌菌株沒有顯著區別。因此，該研究將感染真菌病毒的核盤菌菌株處理小麥種子進行了田間試驗，發現小麥抗赤霉病和銹病的能力最高可以提高58.79%和73.4%，小麥產量最高可以提高17.19%。研究指出感染真菌病毒的核盤菌在小麥或其他禾本科植物上的應用，可以實現“一石二鳥”的效果。一方面，促進小麥抗病增產;另一方面，在小麥上生長的感染真菌病毒的核盤菌可以向田間釋放真菌病毒，有利于抑制核盤菌對油菜、大豆和向日葵等作物的危害。研究揭示了核盤菌不僅可以提高小麥、大麥和水稻對重要真菌病害（赤霉病、條銹病和稻瘟病）的抗病能力，還可以促進它們的生長，田間試驗表明核盤菌可以顯著提高小麥的產量。

該研究指出，分裂營養型的微生物可能在自然界廣泛存在，很多植物的病原真菌也極有可能是潛在的促進植物生長抗病的有益微生物，有潛在的利用價值，為挖掘植物有益微生物資源提供了新的思路。同時，研究表明盡管作物輪作是一種重要的減輕病害發生的措施，但是需要更加科學地評估前茬作物的病原菌與輪作作物之間的關系。

（來源：華中農業大學 植物科學技術學院）