棉花自带″抗菌密码″？中棉所团队发现内生真菌产物HFA高效狙击大丽轮枝菌

近日，中国农业科学院棉花研究所的冯自力和彭军等在Journal of Cotton Research发表题为″Discovery of 5-hydroxymethyl-2-furancarboxylic acid as a potential agent for controlling Verticillium dahliae and its action mechanism research″（5 -羟甲基-2-呋喃甲酸抑制大丽轮枝菌活性及其作用机制研究）的研究论文，旨在明确菌株CEF-818的生防效果及其内在作用机理。

前期研究从棉花植株中分离获得1株具备良好生防潜力的内生真菌菌株—简青霉 （Penicillium simplicissimum CEF-818），但该菌株防控大丽轮枝菌引发棉花黄萎病的作用机制尚不明确。

菌株CEF-818对大丽轮枝菌具有显著抑制活性。通过波谱和色谱分析，确定其活性抑菌成分为5-羟甲基-2-呋喃甲酸（5-hydroxymethyl-2-furancarboxylic acid，HFA）。离体生物活性测定结果表明，该物质对大丽轮枝菌菌丝生长的半数有效浓度（median effective concentration，EC50）为25.29 µg·mL-1。显微观察发现，HFA可破坏病原菌细胞膜完整性，损伤线粒体、细胞核等胞内细胞器，同时抑制病原菌孢子萌发与微菌核形成，而二者是大丽轮枝菌病害侵染循环中的关键过程。转录组测序及生物信息学分析证实，HFA可靶向作用于膜转运蛋白、脂质合成相关蛋白等细胞膜固有组分，扰乱核糖体生物合成、缬氨酸代谢等核心代谢通路，进而降低病原菌细胞活性与致病能力。

本研究证实HFA可有效抑制大丽轮枝菌生长并削弱其致病性。其作用机制在于破坏大丽轮枝菌细胞膜结构完整性，诱导活性氧大量积累，最终造成菌体细胞损伤并导致病原菌死亡。本研究为将HFA开发为新型生物源农用杀菌剂、实现棉花黄萎病绿色可持续防控提供科学依据。

图1 化合物抑制菌大丽轮枝菌活性

（A）菌株CEF-818次生代谢产物对大丽轮枝菌的抑制作用；（B）HFA对大丽轮枝菌孢子萌发的影响；（C）HFA对大丽轮枝菌微菌核萌发的影响。数据为3次独立重复试验的平均值，误差棒表示标准差

文章链接：https://doi.org/10.1186/s42397-026-00262-4

来源: 公众号 ：中国棉花