炭疽菌属包含约600种不同菌种，其中尖孢炭疽菌（Colletotrichum acutatum）和胶孢炭疽菌（C. gloeosporioides）是最重要的两种，能够感染多种热带和亚热带水果，导致高达50%的经济损失。传统的化学防治方法虽然有效，但长期使用会导致病原体产生抗药性，并对人类健康和环境造成负面影响。因此，寻找替代方案已成为研究热点。木霉菌（Trichoderma spp.）是一类广泛研究的生物防治菌种，能够产生具有抗菌活性的可扩散有机化合物和挥发性有机化合物（VOCs）。这些化合物不仅直接抑制病原菌的生长，还能通过信号分子作用调节微生物群落的代谢，创造不利于病原菌生长的环境。木霉菌产生的VOCs种类多样，但其产生受培养基成分等因素的影响。为此，研究人员通过试验验证，评估了不同木霉菌株（T. atroviride IMI206040、T. asperellum T1和T3、Trichoderma sp. T2）在两种培养基中产生的VOCs对炭疽菌的抗真菌活性。
该研究在分析不同培养基（PDA和LB）对三种棘孢木霉菌产生VOCs的影响对尖头炭疽菌 C. acutatum 的拮抗活性。研究发现在PDA培养基培养条件下，菌株T3和T2产生VOCs对病原真菌的抑制效果较为差，对其菌丝生长的抑制率分别仅为12.82%和25.46%。效果最好的菌株为IMI206040和T1，抑制率分别达到47.41%和42.14%。在LB培养基中，菌株T1产生的VOCs抑制效果最差，菌丝生长抑制率为33.96%；而效果最好的菌株为T2、T3和IMI206040，抑制率分别为56.86%、51.84%和49.94%。T. asperellum菌株（如T1、T2、T3）在不同培养基中表现出不同的生物防治活性，有作为有效BCA菌株的潜力。木霉菌的生物防治活性因菌株和营养源（培养基）的不同而有所变化，营养源可能增强或减弱其拮抗能力。为了明确在不同培养基中C. acutatum生长是否受到影响，对不同培养条件下的菌丝进行观察发现，LB培养基对尖孢炭疽菌生长和形态的抑制作用最为显著。
通过GC-MS测定了单独产生的化合物和双重对抗系统中产生的化合物。主要的代谢物为酮类的6-戊基-2H-吡喃-2-酮（Cavs.T1: 41.55%, Cavs.T2: 38.16%, Cavs.T3: 32.44%），杂环化合物的2-戊基呋喃（Cavs.T1: 20.44%, Cavs.T2: 3.47%, Cavs.T3: 7.81%），硫醇类的甲硫醇（Cavs.T1: 10.62%, Cavs.T2: 18.78%, Cavs.T3: 14.98%）以及一些未知化合物: 保留时间为19.69分钟的化合物（Cavs.T1: 9.15%, Cavs.T2: 8.85%, Cavs.T3: 10.90%）。
通过体外评估合成VOCs对C. acutatum的抗真菌活性，选择了三种合成VOC（2-戊基呋喃、二甲基二硫醚和α-水芹烯）进行抗真菌活性评估。在250、500和1000 µM浓度下，三种合成VOC均未显著抑制C. acutatum的直径生长。尽管没有显著抑制生长，但合成VOC导致了菌落形态的变化，如菌落松弛、色素沉着变化（灰色变为白色），以及菌丝体松弛和孢子形成环的出现。这表明合成VOC可能具有抗真菌特性，通过改变菌丝发育和色素沉着，降低C. acutatum的传染性。评估了三种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)对C. acutatum的体外抗真菌活性。三种VOC混合物显著增加了对C. acutatum直径生长的抑制，抑制率分别为6%、10%和14%。VOC混合物对C. acutatum的菌丝发育和菌落形态有显著影响，可能通过影响细胞过程（如菌丝极化生长、细胞壁生物合成和膜电位改变）来抑制病原体的生长。这些结果表明，VOC混合物可能通过多重机制影响C. acutatum的感染能力。
作者使用草莓叶作为宿主植物，离体评估了不同VOCs混合物对 C. acutatum 侵染活性的影响。结果表明，暴露于α-P+DD+2-P混合物的 C. acutatum 菌丝体的感染能力显著减弱。因此，本研究中评估的VOCs可能有助于减少 C. acutatum 引起的感染。该研究为利用 VOC 控制植物病原体提供了新的思路，特别是在减少病原体感染性和保护作物健康方面具有潜在的应用价值。
图1 合成 VOC 对 C. acutatum 的抗真菌活性
图2 C. acutatum对草莓叶片的感染能力
