灵芝菌丝生长滤液对番茄壳针孢叶斑病的系统性防治作用及对分生孢子器形成的抑制研究

《Journal of Phytopathology》:Systemic Effect of Ganoderma lucidum Filtrate on Septoria Leaf Spot and Pycnidia Formation by Septoria lycopersici

【字体: 时间:2026年02月01日 来源:Journal of Phytopathology 1.1

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  本研究揭示了灵芝(Ganoderma lucidum)菌丝生长滤液(MGF)通过系统诱导植物抗性(SAR)和直接抑菌双重机制,显著降低番茄壳针孢(Septoria lycopersici)侵染强度(76%病害减轻),并抑制病原菌繁殖结构分生孢子器(pycnidia)形成(减少50%)。其活性成分(MIC=25% v/v)可经根系和叶片双向转运,为开发新型生物农药提供理论依据。

  
灵芝菌丝生长滤液的系统抗病机制及其对番茄壳针孢菌的抑制作用
1 引言
番茄壳针孢叶斑病是由Septoria lycopersici引起的全球性病害,可导致高达50%的产量损失。该病原菌遗传多样性高,易对化学杀菌剂产生抗药性,亟需开发新型防控策略。药用真菌灵芝(Ganoderma lucidum)作为传统中药原料,其菌丝体在深层发酵过程中可产生多糖、三萜类等400余种生物活性物质,具有广谱抗菌和诱导植物抗逆性的潜力。前期研究发现灵芝菌丝生长滤液(MGF)局部处理番茄叶片可激活苯丙氨酸解氨酶(PAL)及抗氧化酶系(超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT),使壳针孢病严重度降低90%。本研究重点探究MGF是否通过系统诱导抗性发挥作用,并评估其对病原菌繁殖结构形成的影响。
2 材料与方法
2.1 生物材料
采用‘Santa Cruz Kada’番茄品种,于四叶期进行实验。病原菌Seporia lycopersici(编号106)分离自病叶,在V8培养基上培养。灵芝菌株CC339ST经15天液体深层发酵后,通过Whatman 41号滤纸获得MGF。
2.2 病害防控评价
通过叶面喷雾(局部效应)和根灌(系统效应)两种方式施用40% MGF(v/v),以蒸馏水(DW)和杀菌剂(10 ppm嘧菌酯+6.25 ppm苯醚甲环唑)为对照。接种病原菌孢子(1×104spores mL?1)后,于7、14、21天评估病害严重度,计算病情进展曲线下面积(AUDPC)。系统性效应通过单独处理上部叶片后检测下部未处理叶片发病程度进行验证。
2.3 气孔定殖分析
通过台盼蓝染色和显微观察,统计叶片单位病灶内分生孢子器数量,并将气孔定殖状态分为未定殖(NC)、定殖但未形成分生孢子器(C)和定殖且形成分生孢子器(P)三类。
2.4 组分分离与体外抑菌活性
将MGF浓缩后通过硅胶柱色谱分离为极性组分(PF)和非极性组分(NF)。采用微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度(MIC),以405 nm吸光度评估病原菌生长抑制情况。
3 结果
3.1 对叶斑病的防控效果
MGF处理组在接种后21天病害严重度降至6.4%(对照组34.8%),防控效果达76%,优于杀菌剂对照组(9.2%)。根灌MGF使系统部位(叶片)病害严重度降低62%,而叶面喷雾的局部效应达87%。当仅处理上部叶片时,未直接处理的下部叶片病害严重度降低56%,证实MGF具有双向系统转运能力。
3.2 气孔定殖与繁殖结构抑制
MGF处理显著延迟病症出现时间(14天 vs 对照组10天),并使单位病灶分生孢子器数量从22.05个降至10个。显微观察显示MGF组未定殖气孔比例达54%(对照组仅15%),且分生孢子器仅出现在气孔开口处,表明MGF通过抑制气孔定殖阻断病原菌繁殖循环。
3.3 组分活性分析
MGF及其极性组分(PF)对Septoria lycopersici的MIC分别为25%和20%(v/v),非极性组分(NF)在25%浓度下抑菌率为57%。极性组分中富含的多糖和三萜类物质可能是关键活性成分。
4 讨论
MGF通过三重机制协同作用:直接抑制病原菌孢子萌发和菌丝生长(MIC=25%);激活植物系统抗性相关酶系(SOD、CAT、APX);调控气孔防御响应降低病原菌定殖效率。其极性组分中可能存在的灵芝酸类三萜、麦角甾醇等次级代谢产物,兼具直接抗菌和信号导引功能。该研究为开发基于真菌发酵液的生物农药提供了新思路,尤其适用于抗药性严重的叶部病害综合治理。未来需通过代谢组学进一步解析活性成分结构,优化发酵工艺以提高产物效价。
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