湖南农业大学植物保护学院丁中教授团队在TOP发表科研成果:阿氏肠杆菌SA-9菌株的挥发性有机化合物通过多种机制抑制水稻根结线虫

“Volatile organic compounds of Enterobacter asburiae SA-9 suppress Meloidogyne graminicola in Rice via multiple mechanisms”文章发表在《Pesticide Biochemistry and Physiology》。从水稻根际分离的阴沟肠杆菌阿氏亚种SA-9所产挥发性有机化合物（VOCs），通过直接毒杀线虫、干扰其趋化行为、诱导水稻系统抗性并促进植株生长的多重机制，实现对水稻根结线虫的有效防控；经鉴定，其VOCs中2-苯乙醇、2-甲基丁酸、异丁酸和丙酸为核心活性成分，兼具强接触与熏蒸杀线活性，SA-9及其中活性VOCs为水稻根结线虫的绿色生物防治提供了新的菌株和化合物资源。

研究背景

水稻根结线虫是水稻生产中的毁灭性土传病原，造成严重减产，而化学杀线虫剂的过度使用引发农药残留、环境破坏和病原抗药性等问题，亟需生态友好的防控手段。根际微生物的VOCs因易扩散、环境友好等特性，成为植病生物防治的研究热点，但其对水稻根结线虫的作用机制尚未被充分挖掘，且阴沟肠杆菌阿氏亚种的VOCs对线虫的防控效果此前未被报道。

实验方法

采用稀释分离法从水稻根际获得菌株SA-9，结合形态、生化特征及16SrRNA、gyrB基因测序完成菌种鉴定；2.利用三室培养皿开展体外实验，检测SA-9VOCs对线虫J2幼虫的熏蒸毒杀、卵孵化抑制作用，通过趋化实验分析其对线虫趋化行为的影响，并采用qRT-PCR检测线虫关键趋化基因的表达量；3.借助双层盆实验，验证温室条件下SA-9VOCs对水稻根结线虫的防控效果及对水稻的促生作用，同时检测水稻抗病和生长相关基因的表达；4.采用固相微萃取-气相色谱-质谱（SPME-GC-MS）鉴定SA-9的VOCs成分，测定商用纯化合物对线虫的接触和熏蒸杀线活性并计算LC50。

核心结果

SA-9VOCs对水稻根结线虫J2幼虫呈浓度和时间依赖性熏蒸毒杀作用，且能显著抑制卵孵化，其活性物质为热稳定的挥发性成分；2.SA-9VOCs对该线虫具有强驱避性，可显著下调Mg-odr-1、Mg-odr-3等关键趋化基因的表达，破坏线虫的宿主寻找和根系侵染能力；3.温室双层盆实验中，SA-9VOCs显著降低水稻根结指数和根际、根系内线虫种群，同时上调水稻生长素、赤霉素相关基因促进植株生长，激活水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）通路的抗病基因，诱导水稻系统抗性；4.从SA-9中鉴定出11种VOCs，其中4种纯化合物兼具强接触和熏蒸杀线活性，丙酸、异丁酸的LC50值最低，活性最优。

研究结论

SA-9VOCs通过直接毒杀线虫、干扰线虫趋化信号通路、激活水稻SA/JA双重抗病通路并调控生长素和赤霉素通路促进生长的多重机制，实现对水稻根结线虫的高效防控。该研究首次揭示了阴沟肠杆菌阿氏亚种VOCs对水稻根结线虫的防控作用及机制，明确了核心活性VOCs的杀线潜力，为水稻根结线虫的可持续防控提供了新的生物防治菌株和候选化合物，后续可围绕VOCs制剂开发、田间应用等方向深入研究。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2026.106955