阿尔及利亚本土木霉属（Trichoderma spp.）及其次级代谢产物对小麦冠腐病主要病原体的拮抗作用

《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》：Antagonistic activity of Indigenous Algerian Trichoderma spp. and their secondary metabolites against major wheat crown rot pathogens

小麦镰刀菌腐烂（FCR）的生物防治潜力研究显示，阿尔及利亚本地木霉菌株通过产生次级代谢物（如6-PP和首次报道的4-phenyl-1,3-butanediol）有效抑制病原菌生长，其中Ta.09的6-PP在低浓度下抑制率最高，种子处理可降低FCR严重性17.43%-77.75%。

　　

摘要

背景

镰刀菌冠腐病（FCR）主要由多种镰刀菌物种引起，是一种全球性的小麦破坏性疾病，会降低产量并使谷物受到霉菌毒素的污染。在阿尔及利亚，先前的研究表明，Fusarium culmorum是最常与FCR相关的病原菌，此外还有Fusarium pseudograminearum、Microdochium nivale和M. majus。为了支持可持续的疾病管理，本研究通过体外和体内实验（包括体外对抗试验和体内种子处理生物测定）探讨了本地Trichoderma菌株对FCR病原体的生物控制潜力。评估了这些菌株的拮抗活性，重点关注由生物活性次级代谢物介导的抗菌作用，其中一些次级代谢物被分离出来并单独针对F. culmorum（Fc111）进行了测试。

结果

体外（直接和间接对抗）和体内实验揭示了这些菌株的拮抗潜力。直接对抗试验显示，这些菌株对所测试病原体的菌丝生长抑制率为44.25–90.63%，且Trichoderma菌株通常能覆盖并抑制病原体菌落。相比之下，通过挥发性有机化合物（VOCs）介导的间接试验仅显示出0.97–33.59%的抑制率，表明其拮抗效果相对较弱。使用四种Trichoderma菌株处理种子后，FCR的严重程度比对照组降低了17.43–77.75%。三种菌株Trichoderma atroviride（Ta.09）、Trichoderma orientale（To.15）和Trichoderma afroharzianum（Taf.17）产生了不同的次级代谢物，这些代谢物的产生会受到培养条件的影响。值得注意的是，To.15菌株是次级代谢物的丰富来源，其中包含4-苯基-1,3-丁二醇，据我们所知，这是首次将其作为真菌来源的代谢物进行报道。此外，还在To.15菌株中首次鉴定出几种新的Trichoderma化合物以及之前已知存在于该属中的其他代谢物，如bisvertinolone。评估了每种菌株的粗提物及其主要代谢物在不同浓度下对Fc111菌株的抑菌活性。其中，来自Ta.09菌株的主要化合物6-戊基-α-吡酮（6-PP）在最低浓度（100 μg plug-1）下对Fc111表现出显著的抑制效果，优于其他两种菌株产生的次级代谢物。

结论

这些菌株显示出控制FCR疾病的良好潜力，尤其是Ta.09菌株中的多种次级代谢物，它们可能在生物控制效果中起关键作用。这些发现强调了这些菌株及其代谢物（尤其是6-PP）作为综合FCR管理策略候选物的潜力，以及未来生物农药制剂开发的潜力。

图形摘要