美国农业研究服务局(ARS)研究人员在对抗镰刀菌穗枯病方面取得重要突破。镰刀菌穗枯病是影响美国小麦及其他谷物作物的主要病害，严重威胁着农业生产与粮食安全。

镰刀菌穗枯病又称镰刀菌赤霉病，在潮湿高温环境下极易肆虐。该病害由禾谷镰刀菌引发，每年致使美国小麦和大麦产量损失超 10 亿美元。此外，其产生的霉菌毒素会污染作物籽粒，限制销售，甚至使作物无法用于食用或饲料。

由 ARS 领导的研究小组或已找到扭转这一局面的方法，有望将该病害对消费者健康、农民利润以及价值 59.4 亿美元的美国小麦出口市场构成的威胁降至最低。

该团队的研究成果发表于《分子植物 - 微生物相互作用》杂志，核心聚焦于真菌自然产生的一种关键分子——FgTPP1。团队负责人、印第安纳州西拉斐特 ARS 作物生产和害虫控制研究部门的研究分子生物学家马修·赫尔姆(Matthew Helm)解释称，这种分子能帮助真菌关闭或削弱植物的防御能力，使其在植物其他部分生长。FgTPP1 是镰刀菌产生的数百种分子之一，有助于其感染小麦植株并引发镰刀菌赤霉病，且其他致病镰刀菌种也会产生该分子，凸显其重要作用。

为深入研究，赫尔姆团队采用标准程序，从真菌中“删除”了 FgTPP1 基因。在实验室中，他们分别用基因缺失的真菌和基因完整的真菌感染两组易感春小麦品种的小麦穗。结果显示，暴露于基因删除真菌的小麦穗发病率为 18% 至 27%，而暴露于完整真菌的小麦穗发病率达 50%，前者状况明显优于后者。

研究证实，在感染过程中，真菌利用 FgTPP1 抑制植物的防御反应，进而生长并导致镰刀菌穗枯病。目前，赫尔姆团队正研究小麦中哪些蛋白质是 FgTPP1 的重要靶点，以及去除这些蛋白质能否减缓真菌向植物其他部位的扩散。赫尔姆强调，关键在于避免因去除植物所需蛋白质而对植物造成伤害。

此项研究成果将助力商业化种植的小麦自然抵抗镰刀菌穗枯病，防止毒素进入最终用于消费和牲畜的谷物。赫尔姆表示，投资和探索此类新方法将为美国农民在小麦乃至大麦的镰刀菌穗枯病防治工作中增添新工具 。

更多信息： Martin Darino 等人，《禾谷镰刀菌效应蛋白酶 FgTPP1 抑制免疫反应并促进镰刀菌赤霉病》，《分子植物-微生物相互作用》(2025)。