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生菜（Lactuca sativa L.）易受尖孢镰刀菌生菜专化型（Fusarium oxysporum f.sp. lactucae，FOL）侵害，造成严重减产。研究人员探究链霉菌（Streptomyces sp.）SA51 产生的挥发性有机化合物（VOCs）对 FOL 的作用。结果显示其能抑制 FOL，促进生菜幼苗生长，为防治生菜枯萎病提供新方向。
生菜，作为全球广泛种植的蔬菜，无论是新鲜食用还是用于即食市场，都深受人们喜爱。然而，它却面临着一个严峻的敌人 —— 尖孢镰刀菌生菜专化型（FOL）。FOL 是一种土壤传播的致病真菌，就像潜伏在土壤中的 “杀手”，一旦生菜被它感染，就会引发枯萎病，导致叶片发黄、坏死，甚至整株植物死亡，给全球生菜种植带来了巨大的经济损失。
目前，应对 FOL 的方法存在诸多问题。使用化学杀菌剂虽然能在一定程度上控制病菌，但因其具有临床和环境毒性，许多国家对其使用进行了严格限制。而培育抗病品种的策略也因 FOL 存在多个生理小种而受到挑战，这些小种能突破宿主植物的耐受性，使得抗病品种的效果大打折扣。
在这样的背景下，意大利摩德纳和雷焦艾米利亚大学的研究人员展开了一项重要研究，旨在探索一种更安全、更有效的方法来对抗 FOL。他们把目光聚焦在了链霉菌 SA51 产生的挥发性有机化合物（VOCs）上。研究结果令人振奋，这些 VOCs 不仅在体外实验中对 FOL 的菌丝生长表现出抑制作用，在体内实验中，还能显著降低感染生菜幼苗的病情严重程度，同时促进生菜幼苗的生长。这一发现为防治生菜枯萎病提供了新的思路和方向，相关研究成果发表在《European Journal of Plant Pathology》上。
研究人员为开展这项研究，运用了多种关键技术方法。在微生物培养方面，培养链霉菌 SA51 和 FOL 并制备相应的菌悬液。采用双培养皿法检测 VOCs 对 FOL 菌丝生长的抑制作用；通过体内实验，设置不同处理组研究其对生菜植株的影响；利用顶空固相微萃取 - 气相色谱 - 质谱联用（HS-SPME - GC-MS）技术分析 VOCs 成分。
研究结果如下：
- 体外生长抑制：通过双培养皿实验测定，链霉菌 SA51 产生的 VOCs 显著抑制 FOL 菌丝生长，5 天和 7 天后抑制率分别达 12.6%（p < 0.0001）和 8.2%（p = 0.0003），且处理后的菌丝形态发生改变，颜色变白，外部菌落结构松散。
- 体内实验：对枯萎症状和生菜植株生长的影响：体内实验设置 4 个处理组，测定 McKinney 指数（MKI）评估病情。结果显示，感染 FOL 且暴露于 VOCs 的生菜植株，其 MKI 显著降低 23%，未感染 FOL 且暴露于 VOCs 的植株 MKI 降低 44.5%。同时，感染 FOL 且接触 VOCs 的生菜植株在株高、鲜重和干重等生长指标上显著增加，分别提高 49%、315% 和 111% ，而未感染 FOL 的植株在有无 VOCs 环境下生长指标无显著差异。主成分分析（PCA）进一步表明，VOCs 对感染 FOL 植株的生长影响显著。
- 链霉菌 SA51 产生的 VOCs 鉴定：利用 HS-SPME - GC-MS 技术分析，从链霉菌 SA51 培养物中鉴定出 11 种挥发性化合物，分属萜类、醇类、多环芳烃类、亚胺类、痕量胺类和芳醇类 6 类。其中萜类化合物最多，占已鉴定峰总面积的 91% 以上，2 - 甲基 - 2 - 蒈烯含量最高，占鉴定峰面积的 53.2%。此外，还检测到具有抗菌潜力的化合物，如 1H - 茚、大根香叶烯 D 等。
研究结论和讨论部分指出，链霉菌 SA51 产生的 VOCs 在体外和体内均对 FOL 表现出显著的抑制作用，能有效减轻生菜枯萎病症状并促进感染植株生长。这表明微生物产生的 VOCs 有望成为防治土壤传播真菌病害的有效工具，尤其在保护地蔬菜种植中，可作为替代合成杀菌剂的安全、可持续选择。不过，研究也发现不同链霉菌菌株产生的 VOCs 成分差异较大，且其抑菌效果可能是多种化合物协同作用的结果。因此，未来需要进一步明确关键活性成分，优化 VOCs 混合物组成，以提高其在农业生产中的应用效果。同时，还可拓展研究其对其他害虫的作用，为农业病虫害综合防治提供更多可能。这项研究为生菜枯萎病防治开辟了新途径，为可持续农业发展提供了重要的理论和实践依据。
