告别化学农药?真菌为葡萄炭疽、灰霉病防治带来新转机
告别化学农药?真菌为葡萄炭疽、灰霉病防治带来新转机
葡萄炭疽病和灰霉病是由真菌引起的严重病害,给葡萄产业造成巨大损失。目前主要依赖化学防治,但易引发真菌抗药性,还会危害食品安全与环境。近日,一项发表于《Pesticide Biochemistry and Physiology》的研究发现,链格孢属(Myrothecium spp.)真菌对这两种病害具有显著抑制效果,有望成为有效的生物防治手段。
研究团队从中国农业微生物菌种保藏管理中心获取了三种链格孢属真菌:M. cinctum、M. roridum 和 Albifimbria verrucaria(即 M. verrucaria) ,并以‘Thompson seedless’和‘Red Globe’葡萄为材料开展研究。体外实验表明,这三种真菌的菌丝和培养滤液均能抑制葡萄炭疽病菌(Elsinoë ampelina)的生长。在双培养实验中,M. cinctum、M. roridum 和 A. verrucaria 对 E. ampelina 菌丝生长的抑制率分别达 28.3%、31.8% 和 54.7%。A. verrucaria 培养滤液在 5% 浓度下可完全抑制 E. ampelina 菌丝生长,且在 3%、5% 和 10% 浓度下,E. ampelina 分生孢子萌发率分别降至 6%、5% 和3%。
图 1:显示三种 Myrothecium spp. 真菌及 A. verrucaria 培养滤液对葡萄炭疽病菌的体外抑制作用。
在葡萄叶片实验中,用这三种真菌的培养滤液处理接种 E. ampelina 的葡萄叶片,结果显示,处理后葡萄叶片的病情指数、E. ampelina 分生孢子萌发率和相对生物量均显著降低。接种后 6 天,M. cinctum、M. roridum 和 A. verrucaria 在 T2 处理组(先使用培养滤液处理,再接种病原菌)中的防治效果分别达到 62.82%、80.26% 和 89.58%,A. verrucaria 的防治效果最佳。
图 2:呈现三种 Myrothecium spp. 真菌培养滤液对葡萄叶片上炭疽病菌的防治效果。
图 3:表明 A. verrucaria 培养滤液对葡萄叶片上灰霉病菌的防治作用。
研究还发现,A. verrucaria 对葡萄灰霉病(由 Botrytis cinerea 引起)同样有效。在葡萄叶片和果实实验中,A. verrucaria 培养滤液处理显著降低了灰霉病的发病率,减少了 B. cinerea 的分生孢子萌发和相对生物量。例如,在‘Thompson seedless’葡萄叶片上,接种后 4 天,A. verrucaria 处理组的病情指数显著降低,防治效果高达 74.82%(T1 处理组,先接种病原菌,再用培养滤液处理)和 88.89%(T2 处理组)。
图 4:展示 A. verrucaria 培养滤液对葡萄果实上灰霉病菌的防治效果。
进一步,研究人员对 A. verrucaria 的活性化合物进行分离鉴定。通过硅胶柱色谱、薄层色谱和高效液相色谱等技术,从其培养滤液中分离出一种活性化合物,经核磁共振鉴定为疣孢菌素 A(verrucarin A)。疣孢菌素 A 在 20 μg/mL 浓度下,能显著抑制 E. ampelina、B. cinerea 和葡萄白腐病菌(Coniella vitis)的菌丝生长。在‘Red Globe’葡萄果实实验中,用疣孢菌素 A 处理后,接种 B. cinerea 5 天,灰霉病发病率显著降低 10.49%,防治效果达到 66.22%。
图 5:展示从 A. verrucaria 分离的 verrucarin A 的研究流程、结构及抑菌活性。
不过,链格孢属真菌在应用中也存在潜在风险。它既能作为内生菌存在,也可能引发园艺植物叶斑病,并且会产生真菌毒素,如疣孢菌素 A 对哺乳动物细胞系具有细胞毒性。因此,在将其作为生物防治剂应用时,需充分评估对人体健康和食品安全的影响。
总体而言,该研究证实了链格孢属真菌对葡萄炭疽病和灰霉病的生物防治潜力,疣孢菌素 A 作为其活性成分之一,展现出良好的抑菌效果。后续研究可进一步探索其作用机制,评估潜在风险,推动其在葡萄种植中的实际应用,助力实现绿色、可持续的葡萄种植产业发展。
参考文献:
Gao L, Zhai Y, Wu J, et al. Antifungal activity and active compound identification of Myrothecium spp. against grape anthracnose and gray mold[J]. Pesticide Biochemistry and Physiology, 2025, 208: 106285.
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