《PLOS One》：Evaluation of Pseudomonas fluorescens for biocontrol of early blight (Alternaria solani) in tomato in North Wollo, Ethiopia
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本研究系统评估了从埃塞俄比亚北沃洛地区番茄根际分离的本土荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）菌株对番茄早疫病病原菌茄链格孢（Alternaria solani）的生物防治潜力。通过体外（in vitro）双培养法和体内（in vivo）温室盆栽实验，证实菌株Pfs12、Pfk13和Pfsa31对病原菌菌丝径向生长抑制率分别达56.04%、55.04%和54.65%，与标准化学药剂代森锰锌（mancozeb，54.84%）效果相当。研究强调了利用本土生防菌株作为合成杀菌剂环境友好型替代策略的重要性，为番茄可持续生产提供了关键技术支撑。
研究背景与意义
番茄（Solanum lycopersicum）是全球广泛种植的蔬菜作物，在埃塞俄比亚的家庭营养和农民收入中扮演重要角色。然而，其生产受到晚疫病、早疫病和青枯病等多种病害的严重制约。其中，由茄链格孢（Alternaria solani）引起的早疫病可导致高达80%的产量损失，对农户经济造成重大打击。长期以来，化学杀菌剂是控制该病的主要手段，但存在成本高、病原菌抗药性、环境污染以及对非靶标生物和人类健康的风险等问题。因此，开发环境友好的生物防治替代方案显得尤为迫切。植物根际促生菌（PGPR）如荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens），因其能通过产生抗生素、铁载体、裂解酶以及诱导植物系统抗性（ISR）等多种机制抑制病原菌，而成为研究热点。本研究旨在从埃塞俄比亚北沃洛地区的番茄根际土壤中分离筛选本土荧光假单胞菌菌株，评估其对茄链格孢的拮抗活性，为当地番茄早疫病的生物防治提供科学依据。
材料与方法
研究于2024年9月至2025年4月在埃塞俄比亚阿姆哈拉州沃尔德亚大学（Woldia University）生物技术实验室进行。研究区域属于韦纳德加（Weyna Dega）中海拔农业生态区，气候为亚热带高地气候。样品采集自北沃洛地区三个番茄主产区的根际土壤和感染早疫病的番茄叶片。采用马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）培养基分离纯化茄链格孢，并通过科赫氏法则（Koch's postulates）验证其致病性。利用假单胞菌分离琼脂（PIA）培养基，通过系列稀释法从根际土壤中分离荧光假单胞菌，并对其进行形态学和生化鉴定（包括革兰氏染色、氧化酶、过氧化氢酶、柠檬酸盐利用、荧光色素产生等试验）。通过体外双培养法测定荧光假单胞菌分离株对茄链格孢菌丝生长的抑制率（PGI (%) = ((C ? T)/ C) × 100）。筛选出的优良菌株（Pfs12, Pfk13, Pfsa31）与标准荧光假单胞菌菌株（来自埃塞俄比亚公共卫生研究所，EPHI）及化学药剂代森锰锌（mancozeb）一同，在温室盆栽条件下（采用完全随机设计，CRD）进一步评估其对番茄早疫病的防治效果，监测病害发病率、严重度和病情指数。。数据采用SPSS（版本27.1）进行方差分析（ANOVA），并用Fisher保护最小显著差异法（LSD）在5%水平上进行均值比较。
结果
病原菌与生防菌的分离鉴定：从感病叶片成功分离到茄链格孢，其菌落形态多样，呈白色、深褐色、灰色或黑色，质地为棉絮状或绒毛状，显微镜下观察可见分枝的菌丝和具喙的分生孢子，水平隔膜2-7个，垂直隔膜1-4个，符合该病原菌的典型特征。从根际土壤中获得27个细菌分离物，其中9个经形态（菌落呈绿或蓝绿色，杆状）和生化特性（氧化酶、过氧化氢酶、柠檬酸盐利用阳性；淀粉水解、吲哚试验阴性；产生荧光色素）鉴定为荧光假单胞菌。
体外拮抗活性：所有测试的荧光假单胞菌分离株、标准菌株及代森锰锌均能显著抑制茄链格孢的菌丝生长。培养13天后，标准菌株的抑制率最高（57.65%），分离株Pfs12、Pfk13和Pfsa31的抑制率分别为56.04%、55.04%和54.65%，与代森锰锌的抑制效果（54.84%）无显著差异。部分菌株在双培养中显示出覆盖和重寄生病原菌的能力。
温室防效：在温室实验中，与清水对照相比，所有处理（荧光假单胞菌分离株、标准菌株、代森锰锌）均能显著降低番茄早疫病的发病率、严重度和病情指数。移植后60天，清水对照的病情指数高达60.333%，而菌株Pfsa31处理组的病情指数最低，为24.733%，与代森锰锌处理（28.467%）效果相当。菌株Pfs12和Pfk13也表现出良好的防效。病害严重度在处理组间为5.667%-6.750%，显著低于对照组的14.222%。相关性分析表明，病害发病率、严重度和病情指数之间存在显著正相关。
讨论
本研究成功分离到具有生物防治潜力的本土荧光假单胞菌菌株。其抑制茄链格孢的机制可能涉及竞争营养和空间、产生抗菌代谢物（如吩嗪、HCN、2,4-DAPG）以及诱导植物系统抗性。体外抑制效果与体内温室防效具有一致性，表明这些菌株在实际应用中前景良好。虽然化学药剂代森锰锌的防效略优，但荧光假单胞菌菌株提供了环境可持续的替代方案。利用本土菌株可能因其更好的环境适应性而具有更稳定的田间表现。本研究结果与国内外相关研究报道一致，进一步证实了荧光假单胞菌在植物病害生物防治中的价值。
结论
本研究从埃塞俄比亚北沃洛地区番茄根际筛选出三株对茄链格孢具有显著拮抗活性的荧光假单胞菌菌株（Pfs12, Pfk13, Pfsa31）。体外和体内实验均证明其能有效抑制病原菌生长并减轻番茄早疫病的危害，效果与标准化学药剂相当。这些本土生防菌株为开发适用于当地条件的、环境友好的番茄早疫病综合治理（IPM）策略提供了重要的微生物资源，有助于减少对化学药剂的依赖，促进番茄产业的可持续发展。
