《European Journal of Plant Pathology》：Trichoderma endophyticum, T. asperellum, and T. harzianum suppress charcoal rot in soybean seeds infected by Macrophomina phaseolina
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本研究聚焦大豆生产中的关键病害——炭腐病（病原菌为 Macrophomina phaseolina），该病害缺乏有效的化学和遗传防控手段。为此，研究人员系统评估了三种木霉属真菌（Trichoderma asperellum、T. endophyticum和 T. harzianum）作为种子处理剂，对感染炭腐病大豆种子的生物防治效果及其与植物生长调节剂（Stimulate?）和杀虫剂（Thiamethoxam）的相容性。研究证实，这三种木霉菌株均能有效抑制病原菌，其中 T. endophyticum与 Stimulate? 的组合在提升染病种子发芽率、降低病害严重程度以及促进植株生长方面表现尤为突出，为解决该病害提供了高效、可持续的生物防治新策略。
大豆作为全球最重要的农作物之一，对保障粮食安全至关重要。然而，在其生长过程中，一种名为菜豆壳球孢菌（Macrophomina phaseolina）的土传病原真菌严重威胁其生产，这种病菌能侵染超过500种植物，造成大豆炭腐病，导致叶片和种子萎缩、植株萎蔫甚至提前死亡，可引发高达30%至50%的产量损失。炭腐病的发生与高温和土壤缺水密切相关，这使得全球气候变化背景下病害威胁加剧。更棘手的是，传统的耕作、化学和遗传抗性策略对其防治效果有限，尤其是在巴西等主产区，尚未有针对该病害的有效化学药剂获得登记，市场上也没有真正抗病的商用大豆品种。面对这些挑战，以微生物制剂为核心的生物防治，尤其是利用具有多重生防机制的木霉属真菌，成为极具前景的替代方案。
虽然已有研究表明哈茨木霉（Trichoderma harzianum）对 M. phaseolina具有生防潜力，但对于其他木霉菌株（如棘孢木霉 T. asperellum和内生木霉 T. endophyticum）及其与大豆种子处理中广泛使用的化学产品（如植物生长调节剂 Stimulate? 和杀虫剂 Thiamethoxam）的协同或拮抗作用，尚缺乏系统性研究。因此，研究人员在《European Journal of Plant Pathology》上发表了这项研究，旨在深入评估这三种木霉菌株的潜力，为开发安全、高效的综合性种子处理方案提供科学依据。
为开展此项研究，作者主要运用了几项关键技术方法。首先，通过体外对峙培养技术（Dual culture technique）评估了三种木霉对 M. phaseolina的拮抗能力。其次，通过在培养基中加入不同剂量的 Stimulate? 和 Thiamethoxam，测试了它们与木霉菌株的相容性。再者，利用高渗透压方法人工接种病原菌至健康大豆种子（品种为 Intacta Xtend M6110 i2x?），模拟严重感染。最后，在实验室条件下，通过标准发芽试验（Roll paper method）评估了种子发芽率和发芽速度指数（IVG），并在装有消毒或病原菌侵染基质的盆栽中进行苗期试验，于播种后24天评估病害严重度指数（DSI）并测量植株地上部和根部的干重生物量，以全面评价生防效果。
研究结果部分揭示了以下发现：
体外对峙培养中的拮抗作用
所有三种木霉菌株均能抑制 M. phaseolina的菌丝生长，并形成抑菌圈，显示出拮抗活性。其中，T. endophyticum效果最强，抑制率超过66%，其次是 T. harzianum和 T. asperellum。此外，还观察到 T. endophyticum对病原菌菌落的超寄生现象。
相容性测试结果
在培养基测试中，T. asperellum在杀虫剂 Thiamethoxam 和生长调节剂 Stimulate? 存在下，表现出更高的菌丝生长量。然而，Stimulate? 抑制了 T. endophyticum和 T. harzianum的生长，而 Thiamethoxam 也抑制了 T. harzianum的生长。这提示不同木霉菌株对化学品的耐受性存在差异。
种子发芽试验
M. phaseolina导致被侵染大豆种子的发芽率降低了约80%。而使用三种木霉菌株或它们与化学品的组合进行种子处理，均能显著提高受感染种子的发芽率。对于健康种子，T. harzianum及其与化学品的组合反而降低了发芽率。此外，T. endophyticum与 Stimulate? 的组合显著提高了受感染种子幼苗的地上部和根部干物质积累。
盆栽条件下的大豆幼苗萌发与发育
在盆栽试验中，当种子本身携带病原菌时，T. harzianum和 T. endophyticum（单独或与 Stimulate? 联用）能显著降低炭腐病的严重程度。而当病原菌存在于土壤（基质）中时，所有木霉处理均能减轻病害。T. endophyticum与 Stimulate? 联用，对促进受感染植株的地上部与根部干重积累效果最佳。
综上所述，本研究证实了棘孢木霉（T. asperellum）、内生木霉（T. endophyticum）和哈茨木霉（T. harzianum）对大豆炭腐病病原菌 Macrophomina phaseolina均具有明确的拮抗作用。尽管 T. endophyticum和 T. harzianum在体外测试中对某些化学品敏感，但在实际种子处理中，它们依然能有效控制病害，尤其是在高感染率的情况下。值得注意的是，T. endophyticum与植物生长调节剂 Stimulate? 的组合，不仅显著降低病害严重度，还能促进植株生长，展现出作为“生物防控+植物生长促进”复合制剂的巨大潜力。相比之下，单独使用 Thiamethoxam 或 Stimulate? 在控制病害或促进生长方面效果有限，甚至在某些情况下对健康种子的萌发有负面影响。
这项研究的结论与讨论部分强调了木霉属真菌通过竞争、超寄生和产生抗菌化合物等多重机制发挥作用的优势。研究指出，尽管 M. phaseolina存在广泛的遗传和致病性变异，但生物防治剂的多重作用机制使其不易诱导病原菌产生抗性，这为可持续病害管理提供了有力保障。最后，研究为针对炭腐病这一顽固性土传病害，开发基于木霉菌株的、与现行农业投入品兼容的有效种子处理方案奠定了坚实的理论与实践基础。对于Intacta Xtend M6110 i2x?这个特定大豆品种，使用高浓度（1 × 108孢子 mL-1）的 T. harzianum处理健康种子时需谨慎，因其可能抑制种子活力。
