西北农林科技大学植物保护学院刘慧泉教授团队，长期聚焦赤霉病菌源过量这一核心问题，瞄准病菌有性生殖产生初侵染源的关键环节，深耕生防真菌研发与生防机制解析。近期，团队两项研究成果分别在线发表于《Journal of Integrative Agriculture》和《Plant, Cell & Environment》期刊，成功挖掘本土高效聚孢霉菌株，揭示双重生防机制，构建起“一菌多防、根穗联动”的小麦病害绿色防控新模式，为破解双病叠加危害、实现减药增效提供了科学支撑与技术方案。《Journal of Integrative Agriculture》论文第一作者为西北农林科技大学在读博士生张鑫，刘慧泉教授和王光辉副研究员为共同通讯作者；《Plant, Cell & Environment》论文第一作者为已毕业博士台佳和在读博士生张鑫，刘慧泉教授与许铭副教授为共同通讯作者。
研究团队从我国多样化农业生态系统中，分离筛选出50株本土聚孢霉属真菌，经过多轮室内验证与田间测评，优选出翠绿聚孢霉Cc878、Cc620两株高效菌株。这两株菌株源自本土生态环境，对我国小麦主产区的土壤、气候条件适配性强，能稳定在田间定殖繁殖，克服了外来菌株“水土不服”的痛点。
聚孢霉可通过分泌细胞壁降解酶、活性次级代谢产物，直接附着、穿透赤霉病、茎基腐病病原菌的菌丝与子囊壳，实现重寄生灭杀；尤其能精准抑制病原菌子囊壳形成，破坏已成熟子囊壳，阻止子囊孢子释放，从源头减少田间初侵染源，扭转了以往仅扬花期被动防治赤霉病的局面。转录组分析进一步证实，重寄生过程中，聚孢霉会对病原菌造成细胞膜损伤、代谢紊乱与DNA损伤，迫使病原菌启动应激修复反应，彻底压制病原菌活力。
优选的Cc878、Cc620菌株，可通过种子处理在小麦根系内无害定殖，与小麦建立稳定共生关系，充当“植物疫苗”的角色。根系定殖后，菌株能激活小麦体内MAPK信号通路与苯丙烷类代谢通路，通过TaWRKY33关键转录因子调控下游防御基因表达，触发植株系统性抗性，让小麦整株处于防御戒备状态，实现“根系定殖、地上抗病”的远程防控效果。
试验结果表明，聚孢霉Cc878、Cc620具备“一菌多防”的实用特性，防控场景覆盖小麦全生育期，适配田间简化管理需求：
一次种子处理，地下可高效防控茎基腐病、根腐病、全蚀病等土传、种传病害，地上通过免疫诱抗，兼顾赤霉病、条锈病等气传病害，构建地下至地上的立体防御体系。
菌株具备“促根不促长”的独特优势，苗期重点促进小麦根系深扎发育，不引发地上部徒长，完美契合冬小麦“春前长根、春后长叶”的生理节律，既提升水肥吸收能力，又增强抗倒伏性，协调生长与防御的资源分配。
作为本土土壤习居菌，可依托秸秆残体持续繁殖，形成良性生态调控循环，不污染土壤与麦粒，不杀伤蜜蜂、蚯蚓等非靶标生物，规避了化学农药的抗药性、毒素污染风险。
优选菌株产孢量可达10⁸孢子/mL以上，产孢能力强，发酵生产成本低，分生孢子耐储运、货架期稳定，适配种衣剂、可湿性粉剂等多种商业化剂型，便于田间推广应用。
图1 聚孢霉通过内生诱导系统抗病以提高小麦对多种病害的抗病性
图2 玉米-小麦轮作系统中基于聚孢霉的病害可持续治理方案
