炭疽菌屬包含約600種不同菌種，其中尖孢炭疽菌（Colletotrichum acutatum）和膠孢炭疽菌（C. gloeosporioides）是最重要的兩種，能夠感染多種熱帶和亞熱帶水果，導(dǎo)致高達(dá)50%的經(jīng)濟(jì)損失。傳統(tǒng)的化學(xué)防治方法雖然有效，但長(zhǎng)期使用會(huì)導(dǎo)致病原體產(chǎn)生抗藥性，并對(duì)人類健康和環(huán)境造成負(fù)面影響。因此，尋找替代方案已成為研究熱點(diǎn)。木霉菌（Trichoderma spp.）是一類廣泛研究的生物防治菌種，能夠產(chǎn)生具有抗菌活性的可擴(kuò)散有機(jī)化合物和揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）。這些化合物不僅直接抑制病原菌的生長(zhǎng)，還能通過(guò)信號(hào)分子作用調(diào)節(jié)微生物群落的代謝，創(chuàng)造不利于病原菌生長(zhǎng)的環(huán)境。木霉菌產(chǎn)生的VOCs種類多樣，但其產(chǎn)生受培養(yǎng)基成分等因素的影響。為此，研究人員通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，評(píng)估了不同木霉菌株（T. atroviride IMI206040、T. asperellum T1和T3、Trichoderma sp. T2）在兩種培養(yǎng)基中產(chǎn)生的VOCs對(duì)炭疽菌的抗真菌活性。

        該研究在分析不同培養(yǎng)基（PDA和LB）對(duì)三種棘孢木霉菌產(chǎn)生VOCs的影響對(duì)尖頭炭疽菌 C. acutatum 的拮抗活性。研究發(fā)現(xiàn)在PDA培養(yǎng)基培養(yǎng)條件下，菌株T3和T2產(chǎn)生VOCs對(duì)病原真菌的抑制效果較為差，對(duì)其菌絲生長(zhǎng)的抑制率分別僅為12.82%和25.46%。效果最好的菌株為IMI206040和T1，抑制率分別達(dá)到47.41%和42.14%。在LB培養(yǎng)基中，菌株T1產(chǎn)生的VOCs抑制效果最差，菌絲生長(zhǎng)抑制率為33.96%；而效果最好的菌株為T2、T3和IMI206040，抑制率分別為56.86%、51.84%和49.94%。T. asperellum菌株（如T1、T2、T3）在不同培養(yǎng)基中表現(xiàn)出不同的生物防治活性，有作為有效BCA菌株的潛力。木霉菌的生物防治活性因菌株和營(yíng)養(yǎng)源（培養(yǎng)基）的不同而有所變化，營(yíng)養(yǎng)源可能增強(qiáng)或減弱其拮抗能力。為了明確在不同培養(yǎng)基中C. acutatum生長(zhǎng)是否受到影響，對(duì)不同培養(yǎng)條件下的菌絲進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，LB培養(yǎng)基對(duì)尖孢炭疽菌生長(zhǎng)和形態(tài)的抑制作用最為顯著。

       通過(guò)GC-MS測(cè)定了單獨(dú)產(chǎn)生的化合物和雙重對(duì)抗系統(tǒng)中產(chǎn)生的化合物。主要的代謝物為酮類的6-戊基-2H-吡喃-2-酮（Cavs.T1: 41.55%, Cavs.T2: 38.16%, Cavs.T3: 32.44%），雜環(huán)化合物的2-戊基呋喃（Cavs.T1: 20.44%, Cavs.T2: 3.47%, Cavs.T3: 7.81%），硫醇類的甲硫醇（Cavs.T1: 10.62%, Cavs.T2: 18.78%, Cavs.T3: 14.98%）以及一些未知化合物: 保留時(shí)間為19.69分鐘的化合物（Cavs.T1: 9.15%, Cavs.T2: 8.85%, Cavs.T3: 10.90%）。

       通過(guò)體外評(píng)估合成VOCs對(duì)C. acutatum的抗真菌活性，選擇了三種合成VOC（2-戊基呋喃、二甲基二硫醚和α-水芹烯）進(jìn)行抗真菌活性評(píng)估。在250、500和1000 μM濃度下，三種合成VOC均未顯著抑制C. acutatum的直徑生長(zhǎng)。盡管沒有顯著抑制生長(zhǎng)，但合成VOC導(dǎo)致了菌落形態(tài)的變化，如菌落松弛、色素沉著變化（灰色變?yōu)榘咨约熬z體松弛和孢子形成環(huán)的出現(xiàn)。這表明合成VOC可能具有抗真菌特性，通過(guò)改變菌絲發(fā)育和色素沉著，降低C. acutatum的傳染性。評(píng)估了三種VOC混合物α-水芹烯加2-戊基呋喃 (α-P+2-P)、α-水芹烯加二甲基二硫醚 (α-P+DD)、以及α-水芹烯加二甲基二硫醚加2-戊基呋喃 (α-P+DD+2-P)對(duì)C. acutatum的體外抗真菌活性。三種VOC混合物顯著增加了對(duì)C. acutatum直徑生長(zhǎng)的抑制，抑制率分別為6%、10%和14%。VOC混合物對(duì)C. acutatum的菌絲發(fā)育和菌落形態(tài)有顯著影響，可能通過(guò)影響細(xì)胞過(guò)程（如菌絲極化生長(zhǎng)、細(xì)胞壁生物合成和膜電位改變）來(lái)抑制病原體的生長(zhǎng)。這些結(jié)果表明，VOC混合物可能通過(guò)多重機(jī)制影響C. acutatum的感染能力。

        作者使用草莓葉作為宿主植物，離體評(píng)估了不同VOCs混合物對(duì) C. acutatum 侵染活性的影響。結(jié)果表明，暴露于α-P+DD+2-P混合物的 C. acutatum 菌絲體的感染能力顯著減弱。因此，本研究中評(píng)估的VOCs可能有助于減少 C. acutatum 引起的感染。該研究為利用 VOC 控制植物病原體提供了新的思路，特別是在減少病原體感染性和保護(hù)作物健康方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

圖1 合成 VOC 對(duì) C. acutatum 的抗真菌活性

圖2 C. acutatum對(duì)草莓葉片的感染能力