《Postharvest Biology and Technology》：Dual antagonism of a novel
Streptomyces species against banana anthracnose by ROS-mediated direct inhibition and host priming
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香蕉炭疽病防治中新型放线菌Streptomyces hainanluluensis sp. nov. SX-6的抗病机制研究。基因组分析揭示其含多种生物合成基因簇，提取物通过诱导活性氧积累、破坏病原菌膜结构及触发凋亡样死亡抑制C. musae。代谢组学鉴定出lotaustralin和isopteropodine B为关键抗真菌代谢物，并证实其激活香蕉果皮防御信号通路。
作者：张凯哲、蔡炳宇、刘彦彦、张倩、齐登峰、张淼怡、周登波、卢志伟、赵彦坤、谢江辉、王伟、张璐
中国海南省海口市海南师范大学生命科学学院热带岛屿生态学教育部重点实验室，邮编571158
摘要
由Colletotrichum musae引起的香蕉采后病害会导致显著的经济和营养损失。虽然拮抗微生物提供了一种有前景的控制策略，但其实际效果往往受到限制。发现新的拮抗物种并阐明其相互作用机制仍然至关重要。在这里，我们鉴定了一种新的物种Streptomyces hainanluluensis sp. nov. SX-6，它表现出广谱抗真菌活性，尤其是对C. musae。基因组分析揭示了多个已知和未表征的生物合成基因簇（BGCs），表明其具有多样的次级代谢产物潜力。SX-6提取物的应用显著降低了香蕉果实炭疽病的发生率并保持了采后质量。SX-6提取物处理有效抑制了C. musae的孢子萌发和菌丝生长，导致形态缺陷。细胞内活性氧（ROS）的积累破坏了膜完整性并引发了类似凋亡的细胞死亡。此外，SX-6提取物还通过激活防御信号通路和增强香蕉果皮中的次级代谢产物生物合成来诱导果实对C. musae的抵抗力，涉及ROS和苯丙素代谢途径。转录组学和代谢组学的整合确定了异翅豆碱B和洛陶斯特林（lotaustralin）是关键的抗真菌代谢产物。具体来说，洛陶斯特林诱导了病原体的ROS积累和细胞膜损伤。这项研究为开发环保的采后病害管理提供了宝贵的生物控制资源。
引言
香蕉（Musa属）是世界上的主要粮食和水果作物，年产量超过1.55亿吨。香蕉果实富含维生素B6、维生素C和核黄素等必需维生素，以及钾、镁等重要矿物质和膳食纤维（Vu等人，2025年）。这种营养成分组合带来了多种健康益处。不幸的是，香蕉果实极易受到多种病原真菌的侵害，这严重影响了储存和运输过程中的果实质量和市场价值。在这些真菌病害中，由Colletotrichum musae引起的香蕉炭疽病是最具破坏性的采后病害（Fernandes等人，2024年）。感染始于田间，但在果实成熟前处于潜伏状态。这种病害的进展每年造成巨大的经济损失，据估计在一些地区影响高达30-40%的产量，从而威胁到粮食安全和依赖香蕉贸易的人们的生计。
化学杀菌剂是控制香蕉炭疽病最常用的方法之一（Rosa等人，2018年）。传统的合成杀菌剂如噻苯达唑、咪唑环唑和丙环唑已在商业香蕉生产系统中广泛使用（Zhu等人，2023年）。然而，长期和大量使用化学杀菌剂可能导致严重的环境污染，并通过水果上的有毒残留物对人类健康造成潜在危害（Wei等人，2024年；Pruden，2022年）。许多化学杀菌剂是广谱杀菌剂，可能会破坏农业生态系统中的非目标生物和有益微生物群落。此外，长期单一使用某些杀菌剂将不可避免地导致病原菌种群产生抗性（Cui等人，2021年）。在主要香蕉生产区已经记录到Colletotrichum菌株的抗性出现，使得一些以前有效的杀菌剂越来越无法有效控制病害（Vieira等人，2017年）。因此，开发环保且高效的控制策略以保持香蕉果实的储存质量具有重要意义。
作为传统化学农药的替代品或补充品，生物控制剂（BCAs）是减轻植物病害影响的环保策略（Hodgkinson-Bean等人，2025年；Lanferdini等人，2025年）。BCAs在植物病害的生物控制方面显示出巨大潜力，在可持续农业中发挥着越来越重要的作用（Yarzábal Rodríguez等人，2024年）。常用的微生物拮抗剂包括Bacillus属、Trichoderma属和Pseudomonas属。例如，Bacillus subtilis和Trichoderma harzianum已被证明能有效抑制水果和作物中的真菌病害（Mohamed等人，2025年；Ma等人，2025年）。特别是Streptomyces属因其产生多种次级代谢产物的能力而受到广泛关注（Sun等人，2025年）。多项研究强调了特定Streptomyces菌株在控制植物病害方面的有效性。例如，从香蕉根际土壤中分离出的Streptomyces sp. XT34菌株对C. musae表现出强烈的抗真菌活性（Zeng等人，2024年）。用Streptomyces sp. SRM1提取物处理后，C. musae的孢子和菌丝出现了形态异常（Chen和Soltis，2020年）。除了香蕉炭疽病外，Streptomyces菌株还对多种作物的炭疽病具有广谱拮抗活性（Zhong等人，2025年；Yuan等人，2019年；Basavarajappa等人，2023年；Hong等人，2023年）。尽管已鉴定出许多具有显著抗真菌活性的Streptomyces菌株，但这些BCAs在实际应用中的效果受多种因素影响，包括环境条件、微生物群和植物基因型。因此，Streptomyces的生物控制机制复杂，需要进一步研究以便更好地利用其生物控制潜力。
在这项研究中，Streptomyces SX-6对C. musae表现出明显的拮抗活性。其生物控制效果通过体外抑制C. musae在培养板上的菌丝生长以及体内抑制香蕉果实上的炭疽病发展来评估。其代谢产物的抗真菌特性通过检测它们对C. musae的菌丝生长、孢子萌发和细胞形态的影响进一步测定。为了阐明潜在机制，我们分析了香蕉经Streptomyces SX-6处理后的代谢和转录组谱型。确定了参与防御反应的关键代谢产物，并对其功能进行了验证。总体而言，这项研究为Streptomyces减轻香蕉果实采后炭疽病的机制提供了新的见解。
部分摘录
果实材料
选择了大小均匀、成熟度相似且无病症状的新鲜香蕉果实（Musa acuminata AAA组，品种‘Barzil’）。用水清洗以去除表面污垢和田间残留物后，果实用75%乙醇（v/v）消毒2-3分钟。随后，用无菌水冲洗五次以确保完全去除残留乙醇。处理后的果实放置在室温（25 ℃）下自然干燥。
一种新的Streptomyces菌株对C. musae表现出强烈的抗真菌活性
从G. hainanensis的根际土壤中分离出了26株对C. musae具有抗真菌活性的Streptomyces菌株（图1A）。在这些菌株中，SX-6表现出最强的抗真菌潜力，形成了明显的抑制圈。扫描电子显微镜（SEM）的形态学特征显示，SX-6产生了具有典型分支结构的丝状气生菌丝和孢子，这是Streptomyces属的特征（图S1A）。为了鉴定其种类，
讨论
由C. musae引起的香蕉采后病害会导致显著的经济和营养损失。全球对合成杀菌剂的关注日益增加，这加剧了对有效和可持续BCAs的搜索。其中，Streptomyces属以其产生多种次级代谢产物的遗传能力而闻名，这些代谢产物包括医学和农业中使用的超过三分之二的天然抗生素（Lee等人，2024年）。然而，仍然存在一个主要挑战
结论
在这项研究中，鉴定出一种新的放线菌Streptomyces hainanluluensis sp. nov. SX-6，它对香蕉的主要采后病原体，特别是Colletotrichum musae，表现出强效和广谱的抗真菌活性。基因组分析揭示了丰富的生物合成基因簇，表明其具有产生多种生物活性次级代谢产物的潜力。SX-6提取物的应用有效抑制了香蕉果实中的炭疽病发展，同时保持了
CRediT作者贡献声明
王伟：撰写——审稿与编辑、监督、项目管理、资金获取、概念构思。
谢江辉：监督、方法学。
赵彦坤：研究。
张淼怡：研究。
齐登峰：资源提供、研究。
张倩：研究、数据管理。
刘彦彦：研究、数据管理。
蔡炳宇：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、方法学、正式分析。
卢志伟：研究。
张凯哲：
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本工作得到了中国国家重点研发计划（2024YFD1401101）、国家自然科学基金（32202437、U22A20487）、海南省自然科学基金（322RC660）以及国家热带作物育种重点实验室（SKLTCBQN202509、NKLTCBCXTD27）的支持。
