小麦作为全球最重要的农作物之一，为全球约 40%的人口提供稳定的营养来源。然而，随着环境问题的日益突出，减少化学农药和无机肥料的使用成为必然趋势。但这一转变可能导致小麦产量下降。因此，利用自然或引入的微生物群落来维持可持续产量成为一种极具潜力的替代策略。近期，一项发表于《Frontiers in Plant Science》的研究通过元分析，深入探讨了全球小麦叶际真菌群落的分类多样性，为小麦可持续生产提供了新的视角。

研究背景：小麦与微生物的共生关系

小麦（Triticum aestivum L.）在全球多个气候带广泛种植，覆盖面积超过 2.18 亿公顷。自 20 世纪 60 年代绿色革命以来，小麦产量大幅提升，这在很大程度上得益于矿物肥料和合成农药的大量投入。然而，目前全球每年仍有约 18%的小麦产量因真菌病害而损失，若不使用农药，预计产量损失将显著增加。因此，探索小麦叶际微生物群落，尤其是真菌群落的多样性与功能，对于开发可持续的小麦生产策略至关重要。

小麦叶际包括地上所有植物结构，如叶片、茎和花，这些部位寄居着丰富的微生物群体，其中真菌和细菌既生活在植物表面（叶表），也存在于叶片组织内部（内生）。这些真菌具有多种生态角色，包括共生、腐生和致病性。许多内生真菌已被证明能够为宿主植物带来诸多益处，如促进植物生长、增强抗逆性和抵御病虫害。例如，内生真菌可通过释放次生代谢产物直接抵抗病原菌，或通过诱导植物生理变化间接增强植物的抗性。此外，内生真菌还可通过占据生态位，阻止其他病原菌在植物体内定殖。

研究方法：整合全球数据，挖掘真菌多样性

研究者通过 Google Scholar 和 Web of Science 搜索相关文献，收集了截至 2023 年发表的 33 篇研究论文，这些研究涵盖了全球五大主要小麦种植区，包括北美、南美、北欧、地中海和亚洲。研究方法包括基于培养的真菌分离和基于扩增子测序的元条形码技术。研究者从每篇论文中提取了元数据，包括鉴定方法、样本类型、是否进行表面消毒、气候分区以及采样地点的地理位置等信息。此外，还从 FungalTraits 数据库中检索了真菌的生活方式、致病性、内生能力等性状信息。

研究发现：核心真菌群落与地理分布特征

核心真菌群落

尽管不同地区的真菌群落组成差异显著，但仍有 13 个真菌属在所有五个小麦种植区均有发现，这些属被称为小麦叶际的核心真菌群落，包括 Cladosporium（枝孢属） 、 Epicoccum（曲霉属） 、 Alternaria（链格孢属） 、 Bipolaris（双极霉属） 、 Pyrenophora（核盘菌属） 、 Stemphylium（茎点霉属） 、 Aspergillus（曲霉属） 、 Penicillium（青霉属） 、 Candida（假丝酵母属） 、 Nigrospora（炭黑孢属） 、 Trichoderma（木霉属） 、 Fusarium（镰孢属） 和 Chaetomium（毛壳属） 。这些核心真菌中，既有对植物有益的共生菌或促生长菌，也有小麦病原菌。例如，**Cladosporium（枝孢属）和Epicoccum（曲霉属）**等属在多个研究中显示出对植物生长的积极影响，而Alternaria（链格孢属）和Fusarium（镰孢属）等属则包含一些能够引起小麦病害的物种。

地理分布与相似性

研究发现，不同小麦种植区之间的真菌群落相似性较低，平均共享的真菌属仅为 26.7 个。其中，北美和地中海地区之间的相似性最高，共享 95 个真菌属；而南美和亚洲之间的相似性最低，仅共享 13 个真菌属。此外，北美地区拥有最多的独特真菌属，而南美地区则与其他地区共享的真菌属最多。这种地理分布差异可能与各地的气候条件、种植方式以及微生物群落的自然演替有关。

研究意义：为可持续小麦生产提供新思路

这项研究不仅揭示了全球小麦叶际真菌群落的复杂性和多样性，还强调了在不同小麦种植区开展更广泛采样的必要性。通过识别核心真菌群落，未来的研究可以更精准地筛选出具有生物防治潜力的微生物，以减少对化学农药的依赖。此外，研究还指出，目前对于小麦叶际真菌的功能和生态角色的认识仍存在许多空白，尤其是在一些重要的小麦生产区，如中国、印度、俄罗斯和美国，相关研究严重不足。未来需要加强这些地区的研究力度，以全面了解小麦叶际微生物群落的生态功能。

总之，这项研究为小麦叶际微生物资源的开发和利用提供了重要的基础数据，有望为实现小麦的可持续生产开辟新的道路。

引用来源 ：Fischer MH, Rzepczynska A and Kjøller R (2025) Taxonomic diversity in the global wheat phyllosphere mycobiome – a meta-analysis. Front. Plant Sci. 16:1597807. doi:10.3389/fpls.2025.1597807