反式-2-戊烯醛通过双重抑制疮痂链霉菌硫胺素与能量代谢防控马铃薯疮痂病

来自中国的研究团队针对马铃薯疮痂病这一由疮痂链霉菌（Streptomyces scabies）引起的土传病害，通过HS-SPME-GC-MS技术筛选出抗病品种中显著富集的挥发性有机物反式-2-戊烯醛（trans-2-pentenal）。研究发现该物质对病原菌的MIC和MBC分别为313和625 μg·mL?1，能通过抑制ATP酶活性（54.3%）和硫胺素代谢关键基因（thiC/thiO/dxs/thiG）双重作用机制实现防控，大田试验使病害指数降低50.84%，为植物源挥发性物质防控策略提供新思路。

　　

这项突破性研究揭示了马铃薯抗病品种的"化学武器库"奥秘。科研人员通过顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术（HS-SPME-GC-MS）对比分析，发现抗病品种龙薯27号中反式-2-戊烯醛的含量显著高于易感品种。这种散发着青草香的挥发性有机物（VOCs）展现出惊人的抗菌威力——仅需313 μg·mL^?1就能阻止疮痂链霉菌（S. scabies）的生长，625 μg·mL^?1便可将其彻底消灭。

深入机制研究发现，这种小分子化合物如同精准的"代谢导弹"，同时击中了病原菌的两大生命中枢：一方面使能量工厂"停电"，显著抑制ATP酶活性和呼吸链脱氢酶功能；另一方面破坏维生素B1（硫胺素）合成流水线，导致硫胺素含量暴跌54.3%。外源添加硫胺素实验如同"代谢急救"，部分挽救了受抑制的菌体，证实硫胺素代谢通路（涉及thiC/thiO/dxs/thiG等关键基因）是重要靶点。

在萝卜幼苗和马铃薯大田试验中，反式-2-戊烯醛展现出"一箭双雕"的功效：不仅能消除病原菌导致的幼苗矮化，还能使菌丝体表面皱缩变形。更令人振奋的是，通过灌根处理可使马铃薯疮痂病的危害程度降低50.84%，这为开发基于植物"气味防御"的绿色防控策略开辟了新途径。该成果首次系统阐明了植物挥发性物质通过双重代谢干扰实现抗菌的分子机制，为应对土传病害提供了创新思路。