生物防治是作物病害綠色防控的重要措施之一，備受社會青睞。核盤菌（Sclerotinia sclerotiorum）是一種世界性分布的典型的死體營養(yǎng)型植物病原真菌，可以寄生75個科400多種植物，自1837年描述以來一直都是以毀滅性病原菌的面目出現(xiàn)，由其引起的菌核病是油菜上的首要病害，對油菜造成巨大的經(jīng)濟損失。在生產(chǎn)上，小麥常常作為非寄主植物與油菜輪作以降低菌核病對油菜的危害。

近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)微生物學(xué)國家重點實驗室、植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院姜道宏教授團隊在The ISME Journal在線發(fā)表題為“A cosmopolitan fungal pathogen of dicots adopts an endophytic lifestyle on cereal crops and protects them from major fungal diseases”的研究工作，該研究揭示了核盤菌可以在小麥、水稻、大麥和玉米等禾本科植物上內(nèi)生生長，是禾本科植物的互惠性內(nèi)生真菌。核盤菌不僅可以提高小麥、大麥和水稻對重要真菌病害（赤霉病、條銹病和稻瘟病）的抗病能力，而且可以促進它們的生長，田間試驗表明核盤菌可以顯著提高小麥的產(chǎn)量。該研究發(fā)現(xiàn)核盤菌在小麥上內(nèi)生改變了小麥中與抗病途徑相關(guān)的防衛(wèi)反應(yīng)、光合作用、葉綠素和生長素合成等途徑相關(guān)基因的表達。基于核盤菌的這種在雙子葉植物是極具破壞性的病原真菌，而禾本科植物上是互惠性內(nèi)生真菌的特點，該研究提出了“分裂營養(yǎng)型”（schizotrophism）的概念，并指出分裂營養(yǎng)型微生物在自然生態(tài)系統(tǒng)中具有潛在的生態(tài)學(xué)功能。

該研究發(fā)現(xiàn)感染真菌病毒的核盤菌菌株盡管喪失了對油菜的致病能力，但仍然可以在小麥上內(nèi)生性生長，其促進小麥生長和抗病的能力與正常的核盤菌菌株沒有顯著區(qū)別。因此，該研究將感染真菌病毒的核盤菌菌株處理小麥種子進行了田間試驗，發(fā)現(xiàn)小麥抗赤霉病和銹病的能力最高可以提高58.79%和73.4%，小麥產(chǎn)量最高可以提高17.19%。該研究指出感染真菌病毒的核盤菌在小麥或其他禾本科植物上的應(yīng)用，可以實現(xiàn)“一石兩鳥”的效果。一方面，促進小麥抗病增產(chǎn);另一方面，在小麥上生長的感染真菌病毒的核盤菌可以向田間釋放真菌病毒，有利于抑制核盤菌對油菜、大豆和向日葵等作物的危害。

該研究指出分裂營養(yǎng)型的微生物可能在自然界廣泛存在，很多植物的病原真菌也極有可能是潛在的促進植物生長抗病的有益微生物，有潛在的利用價值，為挖掘植物有益微生物資源提供了新的思路。同時，指出盡管作物輪作是一種重要的減輕病害發(fā)生的措施，但是需要更加科學(xué)地評估前茬作物的病原菌與輪作作物之間的關(guān)系。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)微生物學(xué)國家重點實驗室、植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院博士研究生田斌年為論文第一作者，姜道宏教授為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金（31430070）、國家重點研發(fā)項目（2017YFD0200602）、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（CARS-13）等項目資助。