Xenorhabdus 和 Photorhabdus：葡萄园真菌病害生物防治的新希望与挑战

在葡萄园病虫害防治中，化学杀菌剂问题重重。研究人员开展了 Xenorhabdus 和 Photorhabdus 对葡萄病原菌防治及非靶标效应的研究。结果显示其对病原菌有抑制作用且存在选择性非靶标效应，为生物防治提供了新思路。

　　在农业生产中，葡萄园的病虫害防治一直是个棘手的问题。化学杀菌剂虽然能有效控制病虫害，但大量使用带来了诸多麻烦。在欧洲，葡萄园对化学农药的依赖程度很高，比如西班牙的葡萄种植，其使用的农药量占全国总量的近 60%，且其中 97% 是杀菌剂。这些杀菌剂不仅对环境造成污染，威胁生物多样性，还会影响农业工作者的健康。同时，全球贸易和环境变化使得新的真菌病害不断出现，这让人们更加依赖化学药剂，形成了恶性循环。在此背景下，寻找更加环保、可持续的生物防治方法迫在眉睫。

来自国外的研究人员针对这些问题展开了研究，旨在评估昆虫病原线虫（EPN）的共生细菌 Xenorhabdus 和 Photorhabdus 及其副产物对选定真菌的防治效果，以及它们对葡萄园常用生物防治剂的潜在非靶标效应。该研究成果发表在《Biological Control》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，从 EPN 中分离出 Xenorhabdus 和 Photorhabdus 菌株，对其进行鉴定和培养，获取未过滤发酵液（UF）和无细胞上清液（CFS）。同时，分离并培养葡萄病原菌灰葡萄孢（Botrytis cinerea）和蜜环菌（Armillaria mellea），以及从商业产品中获取芽孢杆菌（Bacillus）菌株。然后，通过不同的实验设置评估抗菌和抗真菌效果，如将不同培养基培养的 X. nematophila 的 CFS 与马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）混合，接种 B. cinerea 孢子，观察其生长抑制情况；将 X. nematophila 和 P. laumondii 的 UF 和 CFS 与 PDA 混合，接种 A. mellea 孢子，统计菌落数量和定殖面积；采用孔扩散法和基于流式细胞术的生长抑制试验，评估对 Bacillus 菌株的抑制作用。最后，运用线性混合模型（LMM）和广义线性混合模型（GLMM）等统计方法对实验数据进行分析。

研究结果如下：

1. Xenorhabdus nematophila 上清液的抗真菌效果受发酵培养基和时间影响：研究发现，X. nematophila All 的 CFS 对 B. cinerea 的抑制效果因发酵培养基和时间而异。在发酵 3 天时，LB 培养基产生的代谢物抑制率为 21.3±5.2%，显著低于 TSB（63.5±4.8%）和 NB（71.2±3.9%）培养基；发酵 10 天后，LB 培养基代谢物抑制率提升至 51.8±4.5% ，但仍低于 TSB（68.9±5.1%）和 NB（74.3±3.7%）培养基。总体上，各处理在 10 天发酵时的抑制效果均比 3 天有所提高。
2. Xenorhabdus nematophila 和 Photorhabdus laumondii 对 Armillaria mellea 的抑制作用：在抑制 A. mellea 定殖方面，X. nematophila All 和 P. laumondii subsp. laumondii RM - 102 的 UF 和 CFS 处理效果显著。以试验 1 为例，X. nematophila All 的 CFS 和 UF 处理使菌落数分别低至 1.8±0.4 和 2.9±0.6，定殖面积分别为 1.8±0.4 cm2 和 2.9±0.6 cm2，均显著低于对照组；P. laumondii subsp. laumondii RM - 102 的 CFS 和 UF 处理效果次之。试验 2 也呈现类似趋势。
3. 对 Bacillus spp. 的非靶标效应：在对 Bacillus 菌株的抑制试验中，Xenorhabdus 和 Photorhabdus 的 CFS 对 B. thuringiensis var. kurstaki PB - 54 和 B. amyloliquefaciens QST - 713 无抑制作用，但对 B. thuringiensis var. kurstaki ABTS - 351 有显著抑制作用。其中，P. laumondii subsp. laumondii RM - 102 和 VM1 表现出中度抑制，X. nematophila All 抑制作用更强，P. luminiscens subsp. kayaii AM - 203 和 X. bovienii RM - 107 的抑制作用最为明显。通过流式细胞术检测发现，X. nematophila All 对 B. thuringiensis var. kurstaki ABTS - 351 的死亡率最高，达到 61.79±1.64% 。

研究结论和讨论部分指出，本研究证明了 Xenorhabdus 和 Photorhabdus 的副产物对土壤传播和空气传播的病原体具有潜在抑制作用，但对有益细菌存在不同的非靶标效应。发酵条件对 X. nematophila 代谢物的抗真菌效果影响显著，TSB 和 NB 培养基在 10 天发酵后效果最佳。同时，X. nematophila 和 P. laumondii 对 A. mellea 的抑制效果突出，且 UF 的作用优于 CFS。此外，这些细菌代谢物对不同 Bacillus 菌株的抑制作用差异明显。这表明在将这些生物防治剂应用于农业系统时，需要综合考虑其抗真菌效果和潜在的非靶标效应，进一步优化发酵条件，评估田间性能以及与综合害虫管理系统的兼容性，以推动其从实验室研究走向实际农业应用，为葡萄园病虫害的可持续防治提供新的解决方案。