《Journal of Fungi》：Biocontrol Efficacy and Mechanisms of Bacillus velezensis AP6 Against Brown Rot in Yam by Fusarium solani
Yangtian Li,
Bowen Tang,
Jinchi Xie,
Yaohui Pan,
Taixin Yang,
Xiaoxiao Feng,
Bin Zhao and
Yingchao Liu
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Fusarium oxysporum 物种复合体（FOSC）和 Fusarium solani 物种复合体（FSSC）成员是机会性真菌感染的常见病原体。其菌丝通过顶端延伸生长，随后侵入宿主上皮表面，特别是角膜和上皮组织。接触趋向性（thigmotropism）
Fusarium oxysporum 物种复合体（FOSC）和 Fusarium solani 物种复合体（FSSC）成员是机会性真菌感染的常见病原体。其菌丝通过顶端延伸生长，随后侵入宿主上皮表面，特别是角膜和上皮组织。接触趋向性（thigmotropism）是这些生长菌丝接触感应的一种响应，能够根据接触表面形貌（如相邻宿主细胞间的裂隙）的变化而改变顶端生长的方向。目前，针对机会性真菌感染病原体的真菌接触趋向性研究相对缺乏。在本研究中，研究人员评估了10株镰刀菌菌株的接触趋向性能力。通过使用趋化细胞（chemotaxicell）系统并结合扫描电子显微镜（SEM）对接触趋向性活性进行量化。结果显示，属于FSSC的分离株其接触趋向性速率显著高于FOSC菌株（p < 0.0001）。总之，本研究提出了一种创新的方法来评估接触趋向性（这是真菌致病机制的一个关键方面），其次证明了属于FSSC的镰刀菌分离株具有较强的接触趋向性能力。
一、研究背景、问题与研究目的
镰刀菌（Fusarium）是一类广泛存在于土壤、植物及植物残体中的丝状真菌。其中，Fusarium solani 物种复合体（FSSC）和 Fusarium oxysporum 物种复合体（FOSC）不仅是重要的植物病原体，影响农作物（如玉米、大豆）产量，更是人和动物机会性真菌感染（如真菌性角膜炎、皮肤镰刀菌病、甲真菌病等）的病原体。FSSC被认为是镰刀菌属中毒力最强、治疗最棘手的类群。接触趋向性（thigmotropism）是一种独特的真菌毒力因子，它使丝状真菌能够通过感知宿主组织表面的形貌变化（如细胞间裂隙），改变菌丝顶端生长方向，从而找到侵入宿主组织的位点。然而，目前对镰刀菌接触趋向性的了解非常有限，缺乏有效的量化比较方法。因此，本研究旨在建立一种定量评估镰刀菌接触趋向性的方法，并比较FSSC和FOSC这两个重要类群在该能力上的差异。
本研究发表于《Journal of Fungi》期刊。
二、关键技术方法概述
本研究选取了5株FOSC和5株FSSC镰刀菌菌株（样本队列来源未在提供内容中详细说明，但文中提及菌株编号如NRRL系列）。核心技术方法包括：1. 使用趋化细胞（Chemotaxicell?）系统（孔径3 μm）作为诱导和承载菌丝接触趋向性的平台。2. 将发芽的孢子悬浮液接种于趋化细胞中培养，以促进菌丝在孔隙处的趋向性生长。3. 采用定制的数字化控制超声仪处理样本，以清除未牢固附着的菌丝，为后续观察做准备。4. 利用扫描电子显微镜（SEM）对处理后的滤膜外表面进行成像观察。5. 基于SEM图像，在预设的网格区域内（共63个视野，每个57 μm × 33 μm）对占据孔隙（判定为接触趋向性）与未占据孔隙的菌丝进行计数，计算各菌株的接触趋向性百分比，并采用逻辑回归分析进行统计学比较。
三、研究结果
3.1 接触趋向性的量化与比较
通过SEM观察发现，FSSC菌株的菌丝表现出更频繁的转向并穿入3 μm孔隙的行为 ，而FOSC菌株的菌丝则较少表现出这种行为 。统计结果显示，FSSC与FOSC菌株之间的接触趋向性概率存在高度显著差异（比值比 = 2.81，p < 0.0001），表明FSSC菌株的接触趋向性能力显著强于FOSC菌株 。在FSSC内部的5个菌株间，仅NRRL 22586与NRRL 22820之间存在显著差异。在FOSC内部，NRRL 25356与NRRL 25369及NRRL 26374之间存在显著差异。
四、讨论与结论
本研究成功建立了一种结合趋化细胞系统和扫描电子显微镜（SEM）的方法，用于定量比较不同镰刀菌菌株的接触趋向性能力。研究结果表明，属于FSSC的镰刀菌分离株比属于FOSC的分离株具有更强的接触趋向性能力。趋化细胞内的等孔滤膜外表面为阐明镰刀菌的接触趋向性能力提供了一种有效手段。
本研究补充了关于真菌接触趋向性的现有知识，与先前对黑曲霉（Aspergillus niger）化学趋向性、白色念珠菌（Candida albicans）接触趋向性的钙离子依赖性及其被钙通道阻滞剂维拉帕米（verapamil）抑制等研究相互印证。不过，本研究并未证明因果关系，且受限于缺乏阳性对照。未来研究需进一步探索FSSC和FOSC分离株对宿主上皮或角膜细胞的粘附、对宿主组织的侵袭、对上皮屏障的穿透能力、在外植体模型中的毒力，以及与临床严重程度的相关性，以更深入理解其致病性差异。此外，分析镰刀菌菌丝顶端在接触趋向性过程中的扩展和变形机制、其对维拉帕米的反应，以及FSSC与FOSC接触趋向性表达的宿主和组织特异性差异，将有助于更全面地理解镰刀菌菌丝顶端这种有趣的接触趋向能力。
研究结论翻译
总之，本研究开发了一种利用趋化细胞系统结合扫描电子显微镜（SEM）定量比较FOSC和FSSC接触趋向性能力的方法。研究发现，属于Fusarium solani物种复合体（FSSC）的镰刀菌比属于Fusarium oxysporum物种复合体（FOSC）的镰刀菌具有更强的接触趋向性能力。
