一种新的Priestia aryabhattai菌株能够抑制辣椒南方枯萎病：田间和实验室证据表明其具有广谱抗真菌活性

《Rhizosphere》：A new Priestia aryabhattai isolate suppresses chili pepper southern blight: Field and laboratory evidence for broad-spectrum antifungal activity

南方疫病是由Sclerotium rolfsii引起的辣椒毁灭性病害，本研究从辣椒根系分离出13株细菌进行抗真菌活性筛选，发现高效菌株P. aryabhattai R-KT-26。基因组测序结合代谢组学分析，鉴定出其产生 cyclic peptides、lipid-related compounds等活性代谢物，证实其通过mycolytic活性破坏真菌细胞壁及干扰红ox稳态抑制病原菌。温室和田间试验表明该菌株可完全抑制菌丝生长（99.8%），降低病害严重度73%，促进辣椒种子萌发和幼苗生长，效果与化学杀菌剂相当，为可持续生物防治提供了新资源。

　　

Wanida Petlamul|Sawai Boukaew|Sudarat Chumjan|Natthawut Chuaikaeo|Premmika Tengchiang|Benjamas Cheirsilp|Siriporn Yossan|Sirasit Srinuanpan|Krittin Chumkaew

宋卡拉贾巴特大学农业技术学院，泰国宋卡，90000

摘要

Sclerotium rolfsii 是引起辣椒南方枯萎病的病原体，会导致严重的产量损失。有益的根际细菌为可持续的病害管理提供了有前景的替代方案。在本研究中，从辣椒根际分离出了13种细菌，并筛选出了具有抗真菌活性的菌株进行进一步研究。全基因组测序确定该菌株为 Priestia aryabhattai，通过antiSMASH分析结合LC–QTOF–MS分析发现了多种潜在的代谢产物，包括环肽、脂质相关化合物以及先前报道的生物活性分子。该菌株的培养滤液能够强烈抑制菌丝生长（高达99.8%），并完全阻止菌核的形成，同时对10种植物病原真菌具有广谱抗真菌活性。应用该菌株可促进辣椒种子的萌发和幼苗早期生长。温室试验表明，其效果与杀菌剂相当。田间试验进一步证明该菌株能显著降低病害严重程度（73%），这表明其在多种实验系统中的病原体抑制效果显著。机制研究表明，S. rolfsii 的菌丝溶解能力和氧化还原稳态受到破坏，表现为活性氧（ROS）积累增加和抗氧化酶活性改变。总体而言，这些发现支持了该菌株作为辣椒南方枯萎病生物控制剂的潜力。

引言

辣椒（Capsicum annuum L.）是一种全球广泛种植的经济重要蔬菜作物，在泰国也不例外，经常受到土传病原体的影响。其中，由 Sclerotium rolfsii 引起的南方枯萎病具有高度破坏性，因为这种病原体可以通过耐久的菌核在土壤中存活并感染多种宿主植物（Javaid等人，2023；Qiu等人，2024）。感染会导致植株萎蔫、根部和茎部腐烂以及生长受阻，最终导致产量大幅下降（Ali等人，2020；Jia等人，2026）。

由于 S. rolfsii 在土壤中的持久性和广泛的宿主范围，其管理仍然具有挑战性（Jia等人，2026）。虽然常用化学杀菌剂，但过度使用会导致环境污染和抗性病原体的出现（Li等人，2021；Ceresini等人，2024）。因此，需要寻找能够在实际种植条件下有效且可靠的可持续替代方案。

根际细菌，特别是 Bacillus 属细菌，通过多种机制有效抑制 S. rolfsii>，包括产生抗真菌代谢物（如脂肽和聚酮类化合物）、分泌降解真菌细胞壁的水解酶、释放抑制性挥发性化合物以及竞争性定殖根际（Jia等人，2023；Li等人，2023；Moon和Sang，2024；Qiu等人，2024）。对相关 Priestia aryabhattai 菌株的基因组分析发现了与促进植物生长相关的生物合成基因簇和基因，为潜在的生物控制作用提供了分子证据（Pal等人，2025）。其他根际相关属，如 Pseudomonas、Trichoderma、Burkholderia 和 Streptomyces，也被报道可以通过类似机制抑制真菌病原体（García-Montelongo等人，2023；Meena等人，2024）。

尽管取得了这些进展，许多研究仍局限于 体外 实验，或仅提供部分机制见解，很少有研究能在实验室、温室和田间条件下一致地证明病原体抑制效果。此外，结合基因组分析、代谢产物分析和机制验证以及田间效果的综合研究仍然不足。这类综合方法对于识别能够在实际农业条件下稳定发挥作用的生物控制剂至关重要。

本研究旨在：(i) 分离并鉴定对 S. rolfsii 具有拮抗作用的根际细菌；(ii) 描述它们的抗真菌机制和生物活性代谢物；(iii) 评估 P. aryabhattai R-KT-26 在温室和田间条件下的生物控制潜力。本研究通过机制分析提供了对病原体抑制效果的全面评估，突显了该菌株在可持续病害管理中的潜在应用。

实验部分

辣椒

本研究使用了 Capsicum annuum L. 品种‘Super Hot 2 F1’ 的种子。在每次实验之前，种子先用1%次氯酸钠（NaOCl）浸泡2分钟进行表面消毒，然后用无菌蒸馏水冲洗三次，每次1分钟。

植物病原真菌及培养条件

本研究中使用的真菌病原体 S. rolfsii Sacc. KKU 01 株系来自泰国孔敬大学理学院微生物学系的菌根与微生物技术实验室。

拮抗细菌的分离

共筛选了13种细菌菌株，通过直接双重培养和间接VOC测定方法检测其对 S. rolfsii 的抗真菌活性（见补充表S1）。在双重培养实验中，不同处理组间的菌丝生长差异显著（p

讨论

有益的根际微生物因其对多种真菌病原体的抗菌活性而被认为是合成农药的可持续替代品（Hernández-Rodríguez等人，2024；Zhu等人，2025）。本研究表明，根际来源的拮抗细菌对 S. rolfsii> 有不同程度的抑制作用，体现了土壤细菌在抑制病原体方面的多样性策略。

结论

本研究表明，一种新的 P. aryabhattai 菌株作为对抗 S. rolfsii 引起的辣椒南方枯萎病的生物控制剂具有巨大潜力。该菌株表现出强烈的拮抗作用，有效抑制了菌丝生长和菌核形成，并促进了辣椒幼苗的早期生长。温室和田间试验进一步证明了其在测试条件下的实际有效性。

资助

本研究得到了 宋卡拉贾巴特大学（项目编号：003/2569）和 泰国国家研究委员会（NRCT，项目编号：N42A680491）的资助。

CRediT作者贡献声明

Wanida Petlamul： 数据整理、正式分析、实验研究、初稿撰写、审稿与编辑。Sawai Boukaew： 架思设计、数据整理、正式分析、资金申请、实验研究、方法学设计、项目管理、资源协调、软件使用、监督、结果验证、可视化展示、初稿撰写、审稿与编辑。Sudarat Chumjan： 实验研究。Natthawut Chuaikaeo： 实验研究。Premmika Tengchiang： 实验研究。Benjamas Cheirsilp：

利益冲突声明

作者声明没有可能影响本研究结果的财务或个人利益冲突。

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