【现学现卖】链霉菌防治禾谷作物病原镰刀菌（1）
镰刀菌在谷物上产生的真菌毒素是全球食品安全的主要关注点。关于生物防治控制镰刀菌病害发生发展的研究很多，但是到目前为止，很少有工作致力于研究谷物中毒素的积累。
链霉菌可产生丰富的代谢产物，是发现新的药用化合物的资源库。并且链霉菌也可以在植物上定植，针对产毒病原真菌有不同其他策略的防控机制。这篇综述介绍了使用链霉菌菌株或其代谢产物来抑制镰刀菌产毒的研究成果。
背景介绍
真菌毒素是丝状真菌产生的细胞外代谢物，污染谷物，水果和蔬菜。其中镰刀菌是真菌毒素的主要产生者，产生的毒素有脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON），玉米赤霉烯酮（ZEN）和伏马菌素（FBs）等。
（镰刀菌孢子）
小麦赤霉病主要由禾谷镰刀菌引起，包含相关的真菌毒素主要是单端孢霉烯族化合物（Trichothecenes）A和B，其中B类更普遍，包括脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON)和雪腐镰刀菌烯醇（nivalenol，NIV)等。
谷物中的真菌毒素威胁人类和动物食品安全。并且由于霉菌毒素共存，以及植物代谢对毒素的修饰等情况，使食物中测得的毒素量被低估（因此，监管机构将来可能会降低规范的标准）。
目前防治策略有提升寄主抗性，使用化学农药，合理终止等等。然而想要控制镰刀菌病害和真菌毒素，以上单一的策略都无法实现。需要不断开发新的方法，且综合使用各种策略。
链霉菌在土中存在丰富，有复杂次生代谢产物，且部分链霉菌可以在植物中内生或定植，使其成为了生防赤霉病的最有潜力的候选。
相关论文中得到的对未来研究的建议
虽然研究关于抑制镰刀菌产生毒素的论文很多，但是目前市场上只有两个产品，它们是Cerall®(Belchim Crop Protection，活性菌株Pseudomonas chlororaphis) 和Polyversum® (Biopreparáty/De Sangosse，活性菌株Pythiumoligandrum)，目前还没有类似功能的链霉菌产品注册。生防产品主要的问题是在复杂的大田环境使用时，其效果不能保证和实验室一致；还有针对不同生防制剂的使用方法和施用时间需要更多研究。下面列举和评估了链霉菌抑制镰刀菌的一些文献中的展望和建议。
1. 链霉菌需要有更加准确和严格的鉴定。目前发现10种链霉菌属于植物病原菌，比如造成马铃薯疮痂病的Streptomyces scabies；另外从食品安全角度来说，链霉菌也会代谢对人和动物有害的化合物（有些是药物，但是剂量大，常吃也不好）。所以对筛选到的链霉菌菌株做准确的鉴定很有必要。
2. 体外测定链霉菌抗真菌能力一般是筛选的第一步，需要注意的是供试病原菌的多样性，其结果可能可以补充说明链霉菌的抑菌机制或者链霉菌-真菌互作等等。
3. 体外抗菌生测实验，可以适当改变所用的培养基，获得更多的次生代谢产物，发现更多有趣的生防菌。
4. 最好可以鉴定引起观察到的抗真菌作用的代谢产物，通常在提取粗提物后，再进一步的纯化和进行化学分析。并对纯化的化合物再次进行生测。
5. 评估抗真菌的作用方式。使用这些产生抗生素的链霉菌可能产生的抗生素基因水平转移，以及抗生素耐药性等问题在业界争论不休。鉴于现今的行业规范和要求，了解生防菌的作用机制对于生防制剂的注册至关重要，以避免在环境中扩散造成的风险。
6. 评估定植植物的能力。许多链霉菌是根际微生物，这样可以用作种子包衣；还有的链霉菌可以在植物中内生，或者可以在根际定植且内生。所以了解链霉菌的定植生态位对使用方法，施用时间，一致性和持久性的研究至关重要。
7. 测定复杂的环境因素对生防菌的影响。实验室筛选的菌株继续测定在温室和大田中的防治效果对于获得一个具有使用一致性的生防菌十分重要。
8. 评估对植物的致病性和促进植物生长的作用。鉴于实际大田中对抗菌效果的干扰因素很多，而且链霉菌复杂的代谢产物很可能影响植物生长（好或者坏），这些也是需要考虑的问题。
9. 使用前需要研究生防制剂具体的使用方法，配方等。
10. 研究生防菌对病原体接种物的影响。并且结合病原菌流行学，对研究使用时间和保证大田效果一致性具有重要意义。
11. 真菌毒素定量，即研究生防菌是否限制毒素产生，尤其是很多研究表明，真菌生长状态与谷物中真菌毒素含量之间缺乏明显相关性。有些化合物可以限制毒素的产生但是并不损害病原体的生长，反之亦然，甚至有可能两种微生物的相互作用，导致毒素和次生代谢产物产生过量。
参考文献
Colombo, E.M., Kunova, A., Cortesi, P.,Saracchi, M., and Pasquali, M. (2019) Critical Assessment of Streptomyces spp. Able to Control Toxigenic Fusaria in Cereals: A Literature andPatent Review. International Journal ofMolecular Sciences 20: 6119.
