利用紫色木霉菌（Purpureocillium lilacinum）代谢产物防治灰霉病菌（Botrytis cinerea）对鹰嘴豆危害的研究

《BioControl》：Exploiting antifungal metabolites of the fungus Purpureocillium lilacinum for effective control of Botrytis cinerea in chickpea plants

本研究聚焦于利用紫色木霉菌（Purpureocillium lilacinum）代谢产物防治灰霉病菌（Botrytis cinerea）对鹰嘴豆的危害，通过一系列实验，揭示了紫色木霉菌提取物在抑制病原菌生长、促进鹰嘴豆生长发育及增强植物抗性方面的显著效果，为可持续农业发展提供了新的思路和方法。

　　鹰嘴豆（Cicer arietinum L.）作为一种重要的豆类作物，在全球多地广泛种植，尤其在地中海地区占据重要地位。然而，灰霉病菌（Botrytis cinerea）对鹰嘴豆的危害日益严重，导致产量大幅下降，给农业生产带来了巨大损失。传统化学农药防治不仅成本高昂，还存在环境污染和病原菌抗药性等问题。因此，寻找一种绿色、高效的生物防治方法成为当务之急。为此，西班牙巴达霍斯大学（University of Extremadura）的研究人员开展了一项关于紫色木霉菌（Purpureocillium lilacinum）代谢产物对灰霉病菌抑制效果及对鹰嘴豆生长影响的研究。该研究结果表明，紫色木霉菌提取物不仅能显著抑制灰霉病菌的生长和孢子形成，还能促进鹰嘴豆种子萌发和幼苗生长，增强植物的抗氧化能力和营养吸收能力，为可持续农业发展提供了有力支持。相关成果发表在《BioControl》期刊上。

研究背景

鹰嘴豆作为一种重要的豆类作物，富含蛋白质、碳水化合物等营养成分，对改善饮食结构、增强土壤肥力具有重要意义。然而，灰霉病菌（Botrytis cinerea）是导致鹰嘴豆产量损失的主要病原菌之一，尤其在潮湿地区危害更为严重。传统的化学农药防治方法不仅成本高，还可能引发环境污染和病原菌抗药性等问题。因此，开发一种绿色、高效的生物防治方法对于保障鹰嘴豆生产具有重要意义。

研究方法

研究人员从西班牙西南部埃斯特雷马杜拉地区的地下三叶草（Trifolium subterraneum）中分离出紫色木霉菌（Purpureocillium lilacinum），并对其进行了分子鉴定。通过在体外（in vitro）和植株（in planta）实验中，评估了紫色木霉菌代谢产物对灰霉病菌的抑制效果以及对鹰嘴豆生长的促进作用。主要技术方法包括：

1. 分子鉴定：通过内部转录间隔区（ITS）序列、核糖体RNA大亚基（LSU）和β-微管蛋白（tub2）基因片段的测序，对紫色木霉菌进行分子鉴定。
2. 代谢产物提取：利用乙酸乙酯从紫色木霉菌培养液中提取代谢产物，并通过高效液相色谱（HPLC）分析其成分。
3. 体外抑制实验：通过将紫色木霉菌代谢产物添加到培养基中，观察其对灰霉病菌菌丝生长和孢子形成的影响。
4. 植株实验：通过种子处理（mycopriming）和幼苗喷施的方式，评估紫色木霉菌代谢产物对鹰嘴豆生长和抗病性的影响。

研究结果

紫色木霉菌对灰霉病菌的抑制效果

实验结果表明，紫色木霉菌代谢产物在体外对灰霉病菌的菌丝生长具有显著的抑制作用，完全抑制了病原菌的生长。在最低抑制浓度（MIC）实验中，紫色木霉菌提取物在150 μg/ml的浓度下即可显著抑制灰霉病菌的孢子形成，而对照组环己酰胺（cycloheximide）的MIC值为2.34 μg/ml。

紫色木霉菌对鹰嘴豆生长的促进作用

在种子处理实验中，经过紫色木霉菌提取物处理的鹰嘴豆种子萌发率显著高于对照组，尤其是在灰霉病菌存在的情况下，提取物处理的种子萌发率与未感染病原菌的对照组相当。此外，紫色木霉菌提取物还能显著增加鹰嘴豆幼苗的根长和根数，促进植物生长。在成熟植株中，提取物处理的植株根长和根数也显著增加，表明其对植物营养吸收和抗逆性具有潜在益处。

紫色木霉菌的生物防治特性

紫色木霉菌代谢产物中检测到多种生物活性物质，包括植物生长素类似物（IAA）和赤霉素类似物（GA3），这些物质可能有助于促进种子萌发和植物生长。此外，紫色木霉菌还表现出抗氧化活性，能够清除自由基，减少病原菌感染引起的氧化损伤。在营养元素活化方面，紫色木霉菌能够溶解磷酸盐并产生氨，但不产生铁载体（siderophore），这表明其能够改善植物的营养吸收能力。

研究结论与讨论

本研究通过一系列实验，证实了紫色木霉菌（Purpureocillium lilacinum）代谢产物在防治灰霉病菌（Botrytis cinerea）对鹰嘴豆（Cicer arietinum L.）危害方面的显著效果。紫色木霉菌提取物不仅能够显著抑制灰霉病菌的生长和孢子形成，还能促进鹰嘴豆种子萌发和幼苗生长，增强植物的抗氧化能力和营养吸收能力。这些结果表明，紫色木霉菌代谢产物作为一种生物防治剂和植物生长促进剂具有广阔的应用前景。然而，进一步的研究仍需开展，以确保其在实际应用中的安全性和有效性，特别是关于其代谢产物的详细成分和作用机制的研究。该研究为可持续农业发展提供了一种绿色、高效的生物防治新方法，具有重要的理论和实践意义。