在农业生产中，番茄枯萎病一直是困扰种植户的一大难题。这种由尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）引起的病害，对番茄的产量和品质造成了严重的威胁。面对这一挑战，科学家们一直在探索可持续的防控策略，而有益微生物的应用逐渐成为了研究的热点。最近，中国科学院生态环境研究中心的研究团队在这一领域取得了新的进展，他们的研究成果揭示了两种有益微生物——丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal, AM）和哈茨木霉（Trichoderma harzianum）如何通过调节植物体内的激素平衡来抑制番茄枯萎病的发生。

有益微生物的“联手”作战

在温室实验中，研究人员分别研究了单独接种丛枝菌根真菌（Rhizophagus irregularis）和哈茨木霉（T. harzianum），以及两者共同接种对番茄的影响。通过定量PCR技术，他们发现这两种有益微生物都能显著减少尖孢镰刀菌在番茄根部的定殖。然而，令人意外的是，两种微生物的共同接种并没有比单独接种提供额外的病害抑制效果。

激素平衡的“乾坤大挪移”

激素在植物的免疫反应中扮演着关键角色。研究发现，当番茄受到尖孢镰刀菌感染时，植物体内的茉莉酸（Jasmonic Acid, JA）主导的防御反应被激活。然而，当番茄接种了丛枝菌根真菌或哈茨木霉后，植物的免疫反应被重新定向，转向以水杨酸（Salicylic Acid, SA）相关的防御状态。这种转变表现为水杨酸积累增加，苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine Ammonia-lyase, PAL）和多酚氧化酶（Polyphenol Oxidase, PPO）的活性增强，而茉莉酸及其衍生物的水平降低。尽管两种微生物的共同接种重现了这些激素和酶的变化，但并没有进一步增强这些效果。

病害防控的新启示

通过相关性分析，研究人员发现水杨酸的富集以及PAL/PPO的活性与病原菌的丰度呈负相关，而与茉莉酸相关的化合物则与病害的严重程度呈正相关。这表明，有益微生物通过重新编程宿主植物的免疫反应，从茉莉酸主导的防御途径转向水杨酸主导的途径，从而减轻了番茄枯萎病的发生。然而，两种微生物的联合应用并没有产生额外的益处。

这项研究不仅为理解微生物诱导的植物抗性背后的激素权衡提供了新的见解，还为设计可持续的植物病害管理微生物群落提供了重要的参考。在未来的农业生产中，合理利用这些有益微生物，有望为番茄枯萎病的防控提供一种更加环保和可持续的解决方案。

引用来源 ：Kangxu Zhang, Haixi Wang, Wei Xie, Tianyi Niu, Wei Fu, Zhang Xin, Zhipeng Hao, Baodong Chen. Arbuscular mycorrhizal fungi and Trichoderma harzianum alter salicylic acid–jasmonic acid balance to suppress Fusarium wilt in tomato . Research Center for Eco-environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences (CAS), Beijing, China.