长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum)木霉属的一种,平板培养形态初始为白色,致密菌丝,以圆形向四周扩展,菌落生长迅速、有明显的轮纹,周围有白色菌丝的生长带。随后由菌落中央产生绿色孢子,颜色逐渐变成绿色,最后整个菌落均呈现绿色。长枝木霉的部分菌株是同样也具有生防促生的功能,其用于植物病害的生物防治已有报道,但具体的生防机制还未被揭示。近期,在期刊Journal of Fungi上发表的《Antagonistic Effect of Trichoderma longibrachiatum (TL6 and TL13) on Fusarium solani and Fusarium avenaceum Causing Root Rot on Snow Pea Plants》,一文系统探讨了两株长枝木霉TL6和TL13对雪豌豆腐皮镰孢菌(FSH)和燕麦镰孢菌(FAH)的拮抗寄生机制,以及对雪豌豆腐皮镰孢菌和燕麦镰孢菌胁迫下雪豌豆幼苗的促生长作用。

研究通过平板对峙培养发现,长枝木霉TL6和TL13对FSH和FAH菌落生长具有显著的抑制作用。在与菌株TL6共培养的第7天,对FSH和FAH菌丝生长的平均抑制率分别为54.58%和69.16%。同样,在第7天时菌株TL13对FSH和FAH两种病原菌的生长抑制率分别为59.06%和71.27%。通过显微观察,两株菌均能够破坏和降解FSH和FAH菌丝的正常形态和生长,并表现出对两种病原真菌菌丝体的寄生现象,能够紧密贴合病原真菌菌丝体生长。进一步观察发现,FSH的菌丝体上发现附着有菌株TL13萌发的孢子管,而TL6能够紧密包裹FAH菌丝,从而降解细胞壁。

图1长 枝木霉TL6和TL13对雪豌豆(FSH)和(FAH)菌落生长和抑制的影响
豌豆种子萌发试验发现,经长枝木霉处理与无菌水处理对比分析,菌株TL6处理后种子萌发率(GR)、萌发势(GP)和萌发指数(GI)分别提高了8.4%、5.0%和4.3%; TL13促进萌发的效果更好,处理后GP、GI和GR分别提高了12.0%、12.7%和17.5%。并且经长枝木霉TL6和TL13处理后雪豌豆植株叶片数、株高、总鲜重、干重(DW)和含水量(RWC)等指标均显著提高。
室内盆栽试验发现,单独接种病原菌FSH和FAH的豌豆幼苗发病率分别高达82.3和79.7%。与对照组相比,TL6的施用使FSH和FAH引起的病害发生率分别降低了57.6%和60.9%。此外,TL13的共接种更使病害发病率分别降低86.6和81.6%,显著抑制了病害的发生和危害。进一步对植株生长的性状指标测定,结果显示接种FSH和FAH而不接种TL6和TL13的雪豌豆叶片中丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量分别提高了64.8%、66.0%和64.4%、65.9%。然而,两两接种FSH、FAH与TL6、TL13的不同组合,植株组织中MDA和H2O2的含量分别降低了75.6%、76.8%和70.0%、76.4%。有效抑制此类代谢物对植株生长造成的不良影响。此外,长枝木霉和病原的组合使用还显著提升了豌豆叶片中防御相关酶活的含量,如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等活性均明显提高。
综上研究结果,长枝木霉TL6和TL13预处理可以促进雪豌豆幼苗生长,抑制FSH和FAH病原菌,提高抗氧化酶活性,激活植物防御机制。与TL6菌株相比,TL13菌株在抑制病原菌和促进雪豌豆生长方面表现更好。该研究结果对于今后长枝木霉的开发应用提供了良好的研究基础,进一步丰富了生防木霉的种类。

图2 长枝木霉预处理后21 d对雪豌豆幼苗病害指数的影响

