核盘菌（Sclerotinia sclerotiorum）是一种广泛存在的土传病原真菌，在全球范围内可危害约800种植物，其中包括胡萝卜、生菜、向日葵、油菜、马铃薯等具有重要经济价值的农作物。目前，农业生产中对核盘菌的防治主要依赖合成杀菌剂的施用。然而，杀菌剂的过度使用会增加选择压力，导致抗药性菌株的出现频率上升。且核盘菌能形成营养体菌核，可在土壤中存活8年以上，并对物理、化学及生物降解作用具有较强抗性。因此，亟需开发更具可持续性的作物病原菌防治方法，以减少对合成杀菌剂的依赖。利用土壤有益真菌开发生防制剂是核盘菌的可持续防治的重要策略之一。这类真菌可通过直接拮抗病原菌、竞争资源（如营养物质）或调控植物防御反应，降低病原菌对作物的危害潜力。木霉属（Trichoderma）是研究较为深入的有益土壤真菌类群，因其具备抑制病原真菌生长、诱导植物产生抗病原菌防御反应及促进植物生长的能力而受到关注。

挥发性有机化合物（VOCs）是一类低分子量次生代谢产物，广泛存在于包括土壤微生物在内的多种生物中，助力生物在土壤中与邻近生物竞争资源。与非挥发性次生代谢产物不同，VOCs可在土壤的气穴与水穴间扩散，因此被视为“长距离信使”。微生物VOCs具有多种生物活性，包括直接抑制病原微生物、诱导植物产生抗病原菌防御反应及促进植物生长。这些生物活性凸显了微生物VOCs作为农药和肥料有效替代品的潜力。该篇研究旨在明确VOCs在钩状木霉GD12对核盘菌生防作用中的角色。

实验结果

钩状木霉GD12与核盘菌的互作

钩状木霉GD12与核盘菌对峙培养实验显示，钩状木霉GD12与核盘菌共培养7天后，两者间呈现出抑菌互作关系。与此同时，在两种真菌的互作区域内，钩状木霉GD12产生了黄色孢子。与单独培养的GD12菌株相比，当钩状木霉GD12与核盘菌共培养时，其挥发性有机化合物（VOCs）的产生在数量和种类上均发生显著变化。在GD12与核盘菌共培养体系的顶空环境中，6-戊基-2H-吡喃-2-酮（6-PAP）是主要VOCs成分；且共培养组中6-PAP的平均产量显著高于GD12自身对峙对照组（p<0.001）。在检测到的36种化合物中（其中8种经共注射实验验证），有22种为GD12—核盘菌共培养体系所特有。这表明这些VOCs要么是在核盘菌存在的条件下从头合成（de novo）产生的，要么是在GD12纯培养体系中产量极低、低于气相色谱（GC）检测限的化合物，2-戊基呋喃便属于这类特有化合物。

VOCs的时间动态变化

鉴于钩状木霉GD12与核盘菌共培养可显著提升VOCs产量，研究进一步探究了GD12产生VOCs的时间动态变化。通过固相微萃取（SPME）检测到的3种化合物，在共培养第17天达到诱导峰值，随后在第24天产量均有所下降，且每种化合物在不同时间点的产量变化趋势相似。在GD12与核盘菌共培养处理组中，化合物1（保留指数KI=1252）直至培养第6天才在顶空环境中被检测到；第10天该化合物产量上升，第17天进一步增加，之后在第24天下降。6-戊基-2H-吡喃-2-酮（6-PAP）也呈现类似趋势。化合物2（KI=1994）在第10天被检测到，产量持续增加至第17天，第24天则有所降低。当施加最高浓度（45.5μM）的特定VOCs时，核盘菌的菌丝面积存在显著差异，这表明不同VOCs的抑制活性存在区别。

结论

综上所述，该项研究表明，在钩状木霉GD12对核盘菌的拮抗反应中，挥发性化学信号发挥着重要作用，且木霉产生的特定挥发性有机化合物（VOCs）对该病原菌具有抑制效果。