利用植物促生细菌对抗南瓜西瓜花叶病毒：可持续农业新策略

《Scientific Reports》：Harnessing plant growth-promoting bacteria to combat watermelon mosaic virus in squash

为解决西瓜花叶病毒（WMV）对南瓜的危害，研究人员探究植物促生细菌（PGPB）作用，发现其可减病促长，意义重大。

　　在全球粮食生产面临诸多挑战的当下，植物病害成为影响粮食安全的重要因素。其中，植物病毒引发的病害给农作物带来了严重损失，西瓜花叶病毒（WMV）便是罪魁祸首之一。WMV 可感染众多植物，尤其是南瓜（Cucurbita pepo L.）这种营养丰富、种植广泛的蔬菜。一旦感染 WMV，南瓜的产量和品质都会受到影响，造成经济损失。而且，传统的化学防治方法对 WMV 效果不佳，还会带来环境污染和健康隐患。因此，寻找一种绿色、可持续的防治 WMV 的方法迫在眉睫。

来自埃及阿斯尤特大学的研究人员开展了一项关于利用植物促生细菌（PGPB）对抗南瓜 WMV 的研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。研究发现，特定的 PGPB 能够显著减轻 WMV 对南瓜的危害，同时促进南瓜生长，这为可持续农业提供了新的方向。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。在病毒研究方面，通过对感染 WMV 的南瓜叶片进行处理，利用 RT-PCR 技术（逆转录聚合酶链式反应）对病毒进行分离、鉴定和分子特征分析。在细菌研究方面，从不同健康植物的根际和内生环境中分离细菌，并对其进行筛选和鉴定，运用 16S rRNA 基因测序技术确定细菌种类。此外，还采用气相色谱 - 质谱（GC-MS）分析技术对细菌代谢产物进行分析，以探究其在对抗 WMV 过程中的作用。

研究结果主要体现在以下几个方面：

• 细菌的分离与鉴定：研究人员从罗勒、薄荷、百里香和南瓜植株的根际分离出 62 种细菌。经过筛选，发现其中 6 种菌株（Pseudomonas indica、Bacillus paramycoides、Bacillus thuringiensis、Bacillus mycoides、Paenibacillus glucanolyticus 和 Niallia circulans）具有显著的植物促生活性，能够产生吲哚乙酸（IAA）、溶解磷酸盐和锌、产生氨以及具有 1 - 氨基环丙烷 - 1 - 羧酸脱氨酶（ACCD）活性。通过形态学观察和 16S rRNA 基因测序，确定了这些菌株的种类。
• PGPB 对南瓜生长的影响：在盆栽实验中，用不同的 PGPB 菌株（10⁷ CFU/mL）对南瓜植株进行接种处理，包括土壤接种、种子浸泡和叶面接种。结果显示，感染 WMV 的南瓜植株在接种 PGPB 后，与未接种的感染植株相比，植物高度、色素含量、碳水化合物含量和植物生物量都有显著增加。例如，Bacillus mycoides 处理的植株高度显著增加，且与未感染植株无显著差异；多种 PGPB 处理的植株叶绿素和类胡萝卜素含量显著提高；不同菌株处理的植株碳水化合物含量也有不同程度的增加。
• PGPB 对 WMV 病害严重程度的影响：研究人员评估了不同 PGPB 处理对 WMV 病害严重程度的影响。结果表明，未经处理的植株病毒传播严重，叶片感染率高达 83%。而接种 PGPB 的植株，系统感染率显著降低，不同菌株和接种方法下，感染叶片的比例在 10.6% - 47% 之间。其中，Bacillus mycoides 通过叶面接种的方式对减少 WMV 系统感染最为有效。
• GC-MS 分析细菌代谢产物：对 6 种细菌菌株产生的化学代谢产物进行 GC-MS 分析，共鉴定出 73 种不同的化学代谢产物，包括脂肪酸、酯和环状化合物等。这些代谢产物具有多种功能，如增强植物细胞壁、触发系统获得性抗性、抑制病原体生长等，从而有助于对抗 WMV。

研究结论和讨论部分表明，该研究首次全面评估了 6 种 PGPB 菌株对南瓜生长和减轻 WMV 影响的能力。这些 PGPB 菌株通过多种机制发挥作用，如含有 ACCD 的菌株可降低乙烯水平，促进植物生长；其产生的化学代谢产物具有多种生物活性，能够增强植物防御，抑制 WMV 复制。该研究成果为可持续农业提供了一种替代化学农药的新策略，将 PGPB 整合到农业实践中，可减少化学干预，降低环境污染，提高土壤健康和作物抗逆性，有助于应对全球粮食安全挑战。然而，目前仍需进一步开展田间试验，以验证这些发现的可扩展性，并评估其在不同农业条件下的有效性。未来研究还可探索不同细菌菌株或其代谢产物的协同作用，以及它们对其他作物感染 WMV 或相关病毒的影响，深入研究其增强植物抗性和降低病毒载量的机制，以及对植物健康和产量的长期影响。