細菌性潰瘍病和真菌性果實軟腐病是我國獼猴桃產業面臨的最嚴重病害問題。在篩選創制抗病品種耗時長，常規化學藥劑易造成環境污染及農藥殘留的情況下，如何盡快降低兩種病害的發生率是產業亟待解決的關鍵問題。圍繞這一關鍵產業問題，武漢植物園獼猴桃種質資源與育種學科組鐘彩虹研究員團隊開展了一系列生物防治研究并取得相關進展。
針對真菌性果實軟腐病，團隊通過生理、顯微分析、田間實驗及轉錄組分析，發現75ppm納米銀可有效抑制4種主要軟腐病菌的菌絲生長、孢子萌發，增加細胞膜通透性，破壞細胞結構，引起病菌多個代謝通路改變；提前噴施納米銀可減少果實病斑直徑74.29%，且對果實無殘留（圖1）。該研究結果為納米銀的田間應用奠定了理論基礎，發表在Frontiers in Microbiology上，武漢植物園李黎副研究員和潘慧工程師為論文共同第一作者，鐘彩虹研究員為論文通訊作者。此外，與華中農業大學園藝林學學院龍超安教授合作，從離體病菌抑制、顯微結構分析、果實病斑觀察及田間采后發病率入手，篩選到可抑制軟腐病的食品添加劑“納他霉素”和季也蒙畢赤酵母（Meyerozyma guilliermondii），證實兩種藥劑的施用可分別降低軟腐病田間發病率14.1%及19.48%，且對果實品質無影響。相關結果發表在Scientia Horticulturae及Microorganisms上，武漢植物園潘慧工程師為論文第一作者，李黎副研究員及華中農業大學龍超安教授為通訊作者。
針對細菌性潰瘍病，團隊與南京農業大學植物保護學院錢國良教授合作，構建了基于植物病原菌富集原理的生防菌靶向分離技術體系，分離到可有效抑制潰瘍病菌的沙福芽孢桿菌（Bacillus safensis），對其生理生化特性及分類地位進行了鑒定，目前已基于該菌株開發了低毒高效的“中科生防藥劑”，在湖北省多地展開了田間防效驗證，研究結果發表在Phytopathology Research上，南京農業大學碩士生王博真和武漢植物園李黎副研究員為論文第一作者，武漢植物園鐘彩虹研究員和南京農業大學錢國良教授為通訊作者。此外，與武漢輕工大學生命科學與技術學院曾馳副教授合作，分離到2株可高效殺滅潰瘍病菌的烈性噬菌體（hairong和ZY21），對其進行了生物學特性和比較基因組學分析，提議建立一個新的病毒屬“Hairongvirus”，目前已開發噬菌體配伍藥劑并在湖北浠水進行田間試驗，研究結果發表在Archives of Virology上，武漢輕工大學碩士研究生章海蓉為論文第一作者，武漢植物園李黎副研究員和武漢輕工大學曾馳副教授為通訊作者。
以上研究獲得了國家自然科學基金項目（31901980，32272506）、國家重點研發計劃（2019YFD1000201）、國家現代農業產業技術體系（CARS-26）、湖北省重點研發項目 （2021BBA100，2022BBA0076）、長江獼猴桃產業技術研究項目（CJZX20210102）和武漢市科技局前資助科技計劃（2018020401011307）的資助。
圖1 納米銀對獼猴桃軟腐病菌的抑制示意圖
圖 2 從植物-病原體共培養系統中靶向分離潛在生防細菌的示意圖
