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，導致高達50%的經(jīng)濟損失。傳統(tǒng)的化學防治方法雖然有效，但長期使用會導致病原體產(chǎn)生抗藥性，并對人類健康和環(huán)境造成負面影響。因此，尋找替代方案已成為研究熱點。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散有機化合物和揮發(fā)性有機化合物（VOCs）。這些化合物不僅直接抑制病原菌的生長，還能通過信號分子作用調(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，研究人員通過試驗驗證，評估了不同木霉菌株（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）對三種棘孢木霉菌產(chǎn)生VOCs的影響對尖頭炭疽菌 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對病原真菌的抑制效果較為差，對其菌絲生長的抑制率分別僅為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養(yǎng)源（培養(yǎng)基）的不同而有所變化，營養(yǎng)源可能增強或減弱其拮抗能力。為了明確在不同培養(yǎng)基中C. acutatum生長是否受到影響，對不同培養(yǎng)條件下的菌絲進行觀察發(fā)現(xiàn)，LB培養(yǎng)基對尖孢炭疽菌生長和形態(tài)的抑制作用最為顯著。

       通過GC-MS測定了單獨產(chǎn)生的化合物和雙重對抗系統(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: 保留時間為19.69分鐘的化合物（Cavs.T1: 9.15%, Cavs.T2: 8.85%, Cavs.T3: 10.90%）。

       通過體外評估合成VOCs對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）進行抗真菌活性評估。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。盡管沒有顯著抑制生長，但合成VOC導致了菌落形態(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，通過改變菌絲發(fā)育和色素沉著，降低C. acutatum的傳染性。評估了三種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C. acutatum的體外抗真菌活性。三種VOC混合物顯著增加了對C. acutatum直徑生長的抑制，抑制率分別為6%、10%和14%。VOC混合物對C. acutatum的菌絲發(fā)育和菌落形態(tài)有顯著影響，可能通過影響細胞過程（如菌絲極化生長、細胞壁生物合成和膜電位改變）來抑制病原體的生長。這些結(jié)果表明，VOC混合物可能通過多重機制影響C. acutatum的感染能力。

        作者使用草莓葉作為宿主植物，離體評估了不同VOCs混合物對 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作物健康方面具有潛在的應用價值。

圖1 合成 VOC 對 C. acutatum 的抗真菌活性

圖2 C. acutatum對草莓葉片的感染能力