探秘真菌 “武器”：链格孢 DT-XRKA 与燕麦镰刀菌 DT-QKBD004A 除草新潜能

《Scientific Reports》：Herbicidal activity and crop safety of Alternaria alternata DT-XRKA and Fusarium avenaceum DT-QKBD004A

为解决杂草危害问题，研究人员开展真菌除草研究，发现 A. alternata DT-XRKA 和 F. avenaceum DT-QKBD004A 有除草潜力。

　　在广袤的农田里，杂草就像一群不请自来的 “捣乱分子”，与农作物争夺着生存空间、水分、养分和阳光，严重影响着作物的产量。像密花香薷（Elsholtzia densa）和野燕麦（Avena fatua）这两种杂草，更是其中的 “佼佼者”，在全球多地 “肆虐”，给农业生产带来了巨大损失。

在我国，密花香薷主要分布在北方地区，在青海的春油菜田，它的出现频率高达 90.1%，侵占了大量土地，由于油菜种植中除草剂选择有限，长期使用相似结构的化学除草剂，导致密花香薷产生了严重的抗药性。野燕麦则广泛分布于欧洲、非洲以及我国许多省份，它在作物成熟前大量消耗水分，繁殖能力极强，传统的除草方法难以抑制其生长和蔓延。

化学除草曾是人们对抗杂草的主要手段，因其效果好、省时省力而被广泛应用。但随着时间的推移，它的弊端逐渐显现出来。化学农药不仅对人类健康存在潜在风险，还会造成环境污染，使杂草产生抗药性，对非目标生物也会产生不良影响，不少化学农药已被限制或淘汰。在追求可持续农业发展的当下，寻找新的安全有效的除草策略迫在眉睫。

青海大学、青海省农林科学院以及青海省农业病虫害综合防治重点实验室的研究人员肩负起这一重任，开展了相关研究。他们从杂草感染症状的植株上分离出 7 株致病真菌，经过一系列实验，发现链格孢（Alternaria alternata）DT-XRKA 对密花香薷具有很强的除草活性，燕麦镰刀菌（Fusarium avenaceum）DT-QKBD004A 对野燕麦的致病性很高。并且，这两种菌株对部分农作物相对安全，有望开发成为微生物除草剂（mycoherbicides），用于油菜田和蚕豆田的杂草治理。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先是病原菌的分离，从采集的杂草样本中分离出致病真菌；接着进行致病性测试，包括离体叶片和活体植株的测试，观察真菌对杂草的致病情况；然后通过形态学观察和分子鉴定确定真菌种类；还进行了作物安全性评估，检测菌株对不同农作物的影响；最后研究了目标菌株对野燕麦叶片的感染机制。

下面来看看具体的研究结果。在真菌分离环节，研究人员从田间采集的患病杂草叶片中分离出 15 株真菌，其中 7 株被鉴定为致病真菌，排除了受污染或生长不良的菌株后，选取这 7 株致病菌株进行后续研究。

在致病性测试方面，离体叶片生物测定显示，DT-XRKA 在接种 7 天后，在密花香薷叶片上产生的病斑面积最大，发病率达到 86.22 ± 2.15%；DT-QKBD004A 在野燕麦叶片上产生的病斑面积最大，发病率为 88.06 ± 0.94% 。对杂草幼苗的致病性测试表明，DT-XRKA 对密花香薷幼苗的发病率和鲜重控制效果显著高于其他菌株，DT-QKBD004A 对野燕麦幼苗的发病率和鲜重控制效果也明显优于其他菌株。

不同浓度的菌株实验结果表明，DT-XRKA 在浓度为 1.47×10⁴ spores/ml 时对密花香薷幼苗致病性最强，DT-QKBD004A 在浓度为 9.40×10⁴ spores/ml 时对野燕麦幼苗致病性最强。

在作物安全性评估中，DT-XRKA 对油菜、白菜、番茄、黄瓜和辣椒相对安全，对菠菜和萝卜致病严重；DT-QKBD004A 对蚕豆、玉米、白菜、番茄、黄瓜和辣椒安全，对油菜、菠菜和萝卜有不同程度的致病性。

通过形态学观察和分子鉴定，DT-XRKA 被确定为链格孢，DT-QKBD004A 被确定为燕麦镰刀菌。研究 DT-QKBD004A 对野燕麦的感染机制发现，随着接种时间延长，病斑逐渐扩散，孢子在接种 3 小时后开始萌发，6 小时形成附着胞，12 小时附着胞开始扩张，15 小时产生大量次生菌丝，18 小时通过气孔和细胞间隙穿透叶片组织。

综合研究结论和讨论部分，此次研究充分证明了链格孢 DT-XRKA 和燕麦镰刀菌 DT-QKBD004A 具有作为微生物除草剂的潜力，它们对密花香薷和野燕麦有显著的除草活性，且对部分农作物相对安全。不过，目前仅在单一孢子浓度下进行了作物安全性测试，后续还需在一系列浓度下测试，确定菌株的使用浓度范围，为田间应用提供更充分的依据。这一研究为杂草治理开辟了新方向，有望减少化学除草剂的使用，推动可持续农业发展。