黑腐病，由野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv. campestris, Xcc) 引起，被认为是影响十字花科蔬菜的最具破坏性的疾病，在全世界造成重大损失。需要研发针对Xcc的生物防治剂，来以此减少对化学农药的依赖，增强可持续性并确保作物和环境健康。由于噬菌体与其他抗菌剂（即抗生素和细菌素）结合来治疗细菌感染，经常观察到协同效应，因此该方法越来越受到关注。这项研究首次引入了裂解性噬菌体，即Xylella噬菌体MATE 2 (MATE 2) 与产生乳酸链球菌素的乳酸乳球菌亚种的组合。通过一系列体外测定和在西兰花植物上进行的植物实验，研究了MATE 2和乳酸乳球菌单独和组合对Xcc的抗菌功效。与Xcc相比，乳酸乳球菌及其细菌素乳酸链球菌素均具有显著的抗菌潜力。此外，通过叶面喷洒在西兰花植物中联合施用MATE 2和乳酸乳球菌在预防Xcc感染方面产生了显著的协同功效，与单独施用分别减少64%和38%的症状相比，症状减少了71%。在这项研究中，噬菌体和有益细菌联合应用在预防黑腐病方面的积极协同效应强调了这种生态友好且具有成本效益的方法作为植物细菌性病害的一种有前景的控制措施。

图 1 YPGA 培养基平板显示 MATE 2 在不同滴度（10⁸ - 10¹ PFU/mL）下对Xcc的裂解活性。SDW：作为阴性对照使用的无菌蒸馏水。

图 2 .时间杀灭曲线显示了 10⁸ 和 10⁴ PFU/mL 的 MATE 2 对10⁸ CFU/mL的Xcc生长的细菌分解作用

MATE 2对Xcc生长显示出显著的抗菌活性（图2）。

图 3  YPGA 板上显示了乳酸乳球菌对抗Xcc的拮抗作用

乳酸链球菌素以剂量依赖性方式对Xcc发挥抗菌活性（图3）。

图 4  荧光显微照片显示乳酸链球菌素处理的Xcc细胞浓度为 2 mg/mL。绿色和红色荧光分别代表活细胞和死细胞

FM显微照片（图4）显示，乳酸链球菌素处理的Xcc细胞在2 mg/mL 时的染色逐渐从绿色（活细菌细胞）转变为红色（死细菌细胞），表明细胞膜受损。

图 5 透射电子显微照片显示2 mg/mL乳酸链球菌素对Xcc细胞的杀菌作用。（A）未处理的 Xcc 细胞，用作对照。（B，C）乳酸菌素处理的Xcc细胞显示结构、细胞壁和细胞质改变。

在超微结构水平上，TEM分析显示，与未处理的细胞相比，乳酸链球菌素处理会导致Xcc细胞发生显著的结构变化（图 5A)。电子显微镜分析强调了乳酸链球菌素对细菌双膜（图 5C、箭头）和细胞质通过产生囊泡（图 5B、星号），这会损害细菌活力。

图6：体外杀伤曲线显示 MATE 2 和链球菌素单独和组合对Xcc的抗菌活性。

MATE 2与乳酸链球菌素的组合对Xcc比单一处理更有效，细菌生长减少了76%（图6），这表明对Xcc具有协同抑制作用。

图7：植物内测定显示乳酸乳杆菌和MATE 2单独和组合对西兰花植物Xcc 感染的抗菌作用（A）用作阴性对照的健康植物;（B）预防性MATE 2处理的 Xcc 感染植物;（C）预防性乳酸乳杆菌处理的Xcc感染植物;（D）预防性MATE 2 +乳酸乳杆菌处理的Xcc感染植物;（E）用作阳性对照的未经处理的 Xcc 感染植物;（F）治疗性MATE 2处理的Xcc感染植物;（G）乳酸乳杆菌处理的Xcc感染植物;（H）治疗性MATE 2 + 乳酸乳杆菌处理的Xcc感染植物。

用 MATE 2和乳酸乳杆菌单独和组合处理的植物显示出Xcc症状减轻，MATE 2和乳酸乳杆菌的组合将西兰花叶片的病害症状显著降低了71%，而它们的单独应用分别减少了64%和38%的病害。

结论：MATE 2和乳酸乳杆菌适用于控制十字花科蔬菜中的Xcc，并证明了它们在预防黑腐病方面的有效联合应用。

参考来源：https://doi.org/10.3389/fmicb.2024.1468792