由Monilinia fructicola引起褐腐病在全球核果生产中造成严重损失，每年造成约1.7兆欧元的经济损失。该病原体感染寄主植物的地上部分，并产生多种症状，包括花朵枯萎、木本组织溃疡和果实腐烂，尽管普遍的果实损失发生在采后阶段。采收前和采收后喷洒化学杀菌剂通常用于控制褐腐病。然而，以欧盟为首的越来越多的国家开始禁止在采后水果上使用杀菌剂，因此，近年来越来越多的关注集中在使用生物防治有效管理采后褐腐病。然而，目前仅有芽孢杆菌属Bacillus和部分酵母菌株被报道用于桃褐腐病的采后管理，因此亟需挖掘更多高效菌株以有效管理桃褐腐病。
近日，我院植物免疫与病害生态防控团队在放线菌属防治桃褐腐病的采后研究中取得阶段性进展，分别在Molecular Plant Pathology、Scientia Horticulturae和Journal of the Science of Food and Agriculture等农林科学权威期刊发表桃褐腐病的采后高效管理策略。
研究人员从非生态农田中分离得到410株放线菌，经过初筛、再筛等多次筛选，最终27株高效菌株，其中弗吉尼亚链霉菌Streptomyces virginiae XDS1-5的无菌发酵滤液对褐腐病展现出最强的抑制作用，具有高达80%的体外抑制率和66%生物体内抑制率。通过对XDS1-5的抑菌机理进行分析，发现其能直接破坏桃褐腐病菌菌丝结构，引起内溶物外流；同时代谢组学分析发现其无菌滤液中含有吲哚啉，这种物质能对桃褐腐病产生高达71%的体内抑制率，揭示吲哚啉在桃采后褐腐病管理中的巨大潜力。相关研究成果以题为Streptomyces virginiae XDS1-5, an antagonistic actinomycete, as a biocontrol to peach brown rot caused by Monilinia fructicola发表在Journal of the Science of Food and Agriculture（SCI二区，IF: 3.3），已硕士毕业研究生陈美均、贾凡和陈姗为论文共同第一作者，马冠华副教授、陈国康副教授和重庆农科院蔬菜花卉研究所陆景伟副研究员为论文通讯作者，蔬菜花卉所的郑阳、胡燕和我院孙现超教授也参与了部分工作。项目得到了国家重点研发计划（2023YFD1701200）和重庆烟草公司科技项目（B20221NY1313）资金支持。
尽管体外抑制效果不如XDS1-5，雷帕霉素链霉菌Streptomyces rapamycinicus HCD1-10也表现出不俗的抑制效果，同样表现出对桃褐腐病菌的菌丝结构破坏和内溶物泄露。不同的是，尽管体外抑制效果欠佳，HCD1-10较XDS1-5而言表现出更强的体内抑制效果，表明其在破坏菌丝结构的同时可能诱导桃本身的免疫信号。随后的转录组测序证明了这一点，发现HCD1-10还能通过诱导生长素信号途径激活桃果实的免疫防御，从而达到双重抑制作用。相关研究成果以题为Streptomyces rapamycinicus HCD1–10: An effective biocontrol actinomycetes against postharvest Chinese flat peach brown rot caused by Monilinia fructicola发表在Scientia Horticulturae（SCI二区TOP，IF：3.9），已毕业硕士研究生贾凡和陈美均为论文共同第一作者，陈国康副教授、马冠华副教授和孙现超教授为论文共同通讯作者。项目得到了重庆烟草公司科技项目（B20221NY1313）和国家重点研发计划（2017YFD0201100）资金支持。
在抗桃褐腐病的放线菌筛选过程中，研究人员注意到林肯链霉菌Streptomyces lincolnensis JCP1-7的挥发性产物不能有效抑制桃褐腐病菌生长，但能几乎完全抑制其孢子萌发。对其处理的桃褐腐菌菌丝进行显微观察，在为数不多的孢子中观察到了形态异常。为明确其挥发性产物产生抑制孢子萌发的作用机理，利用GC-MS对其挥发性产物进行测定，发现其中含有2-甲基丁酸甲酯、桉叶油醇等化合物。对其抑菌效果进行分析，发现0.0335 μg cm-³的桉叶油醇熏蒸对桃褐腐病展现出高达93.13 %的体内抑制率，揭示其熏蒸管理采后褐腐病的巨大潜力。利用转录组对其作用机制进行分析，发现桉叶油醇熏蒸处理显著抑制了桃褐腐病菌的抗氧化途径，降低过氧化氢酶MfCAT2的表达。对MfCAT2的功能分析，发现其在桃褐腐病菌侵染桃果实过程中展现出超高的表达，暗示其在桃褐腐病菌致病过程中的关键作用。获得MfCAT2的敲除菌株△MfCat2显示出致病性降低以及对JCP1-7和桉叶油醇熏蒸的敏感性降低，揭示MfCAT2可能作为JCP1-7挥发性产物以及桉叶油醇的作用靶标之一。这些结果显示了桉叶油醇对桃褐腐病的抑制机理，并提示其可以作为一种高效桃褐腐病熏蒸剂用于桃采后管理。相关成果以题为Inhibition of Monilinia fructicola sporulation and pathogenicity through eucalyptol-mediated targeting of MfCat2 by Streptomyces lincolnensis strain JCP1-7发表在Molecular Plant Pathology（SCI一区TOP，IF：4.8）。硕士研究生陈姗和杨浩蓉为论文共同第一作者，陈国康副教授、孙现超教授和马冠华副教授为论文共同通讯作者。项目得到了国家重点研发计划（2023YFD1701200）和重庆烟草公司科技项目（B20221NY1313）资金支持。
论文链接：
https://doi.org/10.1002/jsfa.13573
https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.112836
https://doi.org/10.1111/mpp.13484
撰稿：孙现超 复审：李园媛 终审：唐荣发
