《Physiological and Molecular Plant Pathology》：Integrated Biocontrol of Fusarium Wilt in Tomato via Metabolic Responses and Defense Activation by Plant Growth-Promoting Fungi
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由尖孢镰刀菌番茄专化型（Fusarium oxysporumf. sp. lycopersici，FOL）引起的番茄枯萎病，因扰乱植株代谢并诱导氧化应激，严重制约番茄生产。本研究在体外及温室条件下，采用完全随机设计重复处理，评估了三种真菌分离株——Asperg
由尖孢镰刀菌番茄专化型（Fusarium oxysporumf. sp. lycopersici，FOL）引起的番茄枯萎病，因扰乱植株代谢并诱导氧化应激，严重制约番茄生产。本研究在体外及温室条件下，采用完全随机设计重复处理，评估了三种真菌分离株——Aspergillus novoparasiticus、Aspergillus carneus和Penicillium verrucosum对该病害的生物防治潜力。气相色谱-质谱（GC–MS）分析共鉴定出51种具有物种特异性化学特征的生物活性代谢物，主要为烃类、萜类、甾醇、脂肪酸及甘油酯，这些化合物通常与抗真菌及抗氧化活性相关。体外试验显示，上述菌株均显著抑制FOL生长，其中P. verrucosum拮抗作用最强。透射电子显微镜（TEM）观察发现，处理后的病原菌菌丝发生显著超微结构改变，包括膜不规则、液泡化、细胞质紊乱及细胞器降解，与靶向膜裂解效应一致。温室试验中，真菌处理显著降低病害严重程度，尤以P. verrucosum与A. carneus效果最佳。FOL侵染导致总可溶性碳水化合物下降46.8%，蛋白质含量下降50.2%；而P. verrucosum处理较感染对照分别恢复83.9%和150.4%。脯氨酸积累在侵染下增加92.3%，A. carneus进一步使其提升35.6%。抗氧化酶活性显著上调，过氧化物酶和多酚氧化酶活性增强，并诱导产生新的同工酶类型。研究表明，植物促生真菌（PGPF）不仅能抑制病原菌生长，还可调节宿主代谢及抗氧化防御体系，具备作为生态友好型制剂用于番茄枯萎病综合治理的潜力。
番茄（Solanum lycopersicumL.）是全球重要的园艺作物，营养丰富且经济价值高，但其生产常受土传病害威胁。尖孢镰刀菌番茄专化型（FOL）引发的枯萎病尤为严重，病原菌侵染维管组织，阻断水养运输，导致萎蔫、黄化甚至死亡。该病菌可产生厚垣孢子长期存活于土壤，常规防治手段如抗病品种、轮作及化学杀菌剂效果有限，且化学防治易引发生态与健康风险，并促使耐药菌株产生。因此，开发可持续、环境友好的防控策略成为迫切需求。在此背景下，研究人员聚焦于植物促生真菌（Plant Growth-Promoting Fungi，PGPF）作为替代方案，这类内生真菌可无症状定殖于植物体内，通过诱导系统抗性、分泌抑菌代谢产物及竞争营养位点等多途径抵御病原。
本研究发表于《Physiological and Molecular Plant Pathology》，旨在综合评价Aspergillus novoparasiticus（Cp2）、Aspergillus carneus（Cp3）和Penicillium verrucosum（Cp4）对番茄枯萎病的生物防治潜力，并结合超微结构变化、代谢组特征及生理生化响应解析其作用机制。研究人员在体外与温室条件下开展试验，采用完全随机设计，结合GC–MS代谢谱分析、透射电子显微镜（TEM）病原菌形态观察，以及生理指标测定，探讨PGPF对宿主代谢与防御系统的调控效应。
关键技术方法
研究人员选用已鉴定的三种PGPF菌株（Cp2、Cp3、Cp4）及FOL病原菌RCMB 008005-1，分别在体外对峙培养评估抑菌活性，并利用GC–MS对真菌代谢物进行定性与分类；在温室盆栽试验中接种病原菌并设置真菌处理组，测定病害指数及生理生化参数；同时利用TEM观察病原菌菌丝超微结构变化，分析细胞膜与细胞器的受损情况。
研究结果
Endophytic Fungal Isolates
研究人员使用前期已发表并鉴定的三种PGPF分离株，分别为Cp2（A. novoparasiticus）、Cp3（A. carneus）和Cp4（P. verrucosum），其基因序列已在GenBank注册。
Pathogenic Fungal Isolate
病原菌FOL分离自区域中心菌种保藏库，用于所有体外及温室接种试验。
Ultrastructure study of control and treated Fusarium
TEM结果显示，经PGPF处理的FOL菌丝出现膜结构异常、液泡增多、细胞质解体和细胞器降解等损伤，且损伤程度与体外抑菌率呈正相关，其中P. verrucosum诱导的结构破坏最显著。
Discussion
研究指出，PGPF通过多重机制抑制FOL，包括直接破坏病原细胞结构、调节宿主代谢路径及增强抗氧化防御体系。GC–MS分析表明，各菌株产生的生物活性代谢物种类与比例存在差异，这些差异可能影响其抑菌效能与宿主响应模式。
Conclusion
研究表明，三种PGPF均能有效降低番茄枯萎病发生，其中P. verrucosum与A. carneus表现最优。它们通过直接细胞损伤与宿主代谢调节双重途径实现防控，GC–MS代谢谱揭示了丰富的潜在抑菌化合物群，为开发新型生物防治制剂提供了依据。
讨论与结论翻译
研究结论认为，A. novoparasiticus、A. carneus与P. verrucosum能够通过多种防御激活策略有效抑制番茄枯萎病。TEM观察证实，这些菌株在细胞水平上对FOL造成显著破坏，尤其是P. verrucosum。GC–MS代谢谱分析进一步展示了三者的生物活性成分差异，支持其在综合病害管理中的应用潜力。
