花青素调控镰刀菌毒素合成：揭示氰定-3-O-葡萄糖苷对Fusarium avenaceum产恩镰孢菌素的影响机制

本研究揭示了花青素（尤其是氰定-3-O-葡萄糖苷C3G）对Fusarium avenaceum产恩镰孢菌素（ENNs）的调控作用，首次证实糖苷化修饰通过影响真菌氧化稳态基因（MnSOD/CATP2）和毒素合成基因（Esyn/Kivr）表达，显著抑制ENNs（A1/B/B1）生成，而与阿魏酸（ferulic acid）的协同作用更凸显植物多酚在防控镰刀菌头疫病（FHB）及霉菌毒素中的潜在应用价值。

　　

亮点

• 糖苷化花青素（C3G/D3G）促进F. avenaceum菌丝生长，而非糖苷化形式（CYA/DEL）抑制分生孢子萌发

• C3G和DEL显著降低主要恩镰孢菌素（ENN A1/B/B1）产量，而D3G仅特异性抑制ENN A1

• 糖苷基团通过调节毒素合成基因（Esyn/Kivr）和氧化应激基因（MnSOD/CATP2）影响ENNs生物合成

• 阿魏酸与C3G联用时能稳定后者的抗毒素活性，但会抵消其抗真菌效果

讨论

既往研究发现富含花青素（特别是紫皮小麦中的C3G）的谷物中霉菌毒素积累减少。本研究通过体外实验证明，不同结构花青素对F. avenaceum生长和代谢存在差异化调控：非糖苷化花青素（CYA/DEL）因pH敏感性和降解特性抑制真菌生长；而糖苷化形式（C3G/D3G）可能作为碳源促进生物量积累，同时通过表观遗传调控（如组蛋白乙酰化）和氧化还原平衡干扰ENNs合成。值得注意的是，C3G对ENNs的抑制作用在酸性环境（pH 4）中尤为显著，这与谷物籽粒自然pH范围高度相关。

结论

本研究首次阐明花青素结构-功能关系对ENNs合成的调控机制，为开发基于植物多酚的绿色抗毒素策略提供新视角。这些发现不仅适用于小麦赤霉病（FHB）防控，对马铃薯干腐病、树莓根腐病等其他由F. avenaceum引发的病害防治也具有潜在指导价值。