近日,南京農業大學沈其榮院士團隊在《Cell Reports》期刊上發表題為“Fusaric acid detoxification mediates interspecies interactions for sustainable Fusarium wilt disease management”的研究成果。南京農業大學博士生曹林樺為論文的第一作者,沈其榮院士和劉東陽教授為論文的通訊作者。
該研究揭示了哈茨木霉(Trichoderma harzianum NJAU4742)通過脫毒鐮刀菌毒素鐮刀菌酸(Fusaric acid, FSA),從而構建根際生態互作網絡并有效防控鐮刀菌枯萎病的重要機制。
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生防真菌通常通過寄生、拮抗或競爭等機制抑制病原菌,但這些傳統策略多聚焦于“壓制”病原菌本身,而忽視了病原菌毒素在病害發生中的關鍵作用。
研究團隊發現,FSA是串珠鐮刀菌在侵染玉米時分泌的重要毒素,會顯著抑制玉米生長并破壞根際微生態平衡。而哈茨木霉中的水楊酸羥化酶基因(Thshy1)能夠催化FSA生成低毒性代謝產物10OH-FSA。木霉與串珠鐮刀菌的共培養實驗發現高效脫毒的Thshy1過表達菌株可通過減少FSA對自身的抑制作用,從而增強其對串珠鐮刀菌的拮抗能力。盆栽實驗則進一步證實了FSA脫毒機制介導的木霉與串珠鐮刀菌種間互作可用于防控玉米鐮刀菌病害。
田間試驗表明,哈茨木霉介導的FSA脫毒過程不僅削弱了串珠鐮刀菌的毒性,還促進了其他具有FSA脫毒能力的根際微生物(如Albifimbria)的富集,從而在生態層面上增強了病害防控效應。
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圖1 哈茨木霉通過脫毒鐮刀菌酸實現鐮刀菌病害防控
論文鏈接:
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116531
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