学术研究报告：水稻叶表微生物与胡麻叶斑病发生关系的研究

作者及发表信息
本研究的通讯作者为赤井重恭（Shigeyasu Akai，京都大学农学部植物病理学研究室）和仓本孟（Takeshi Kuramoto，农林省北陆农业试验场），研究论文发表于1968年12月的《日本植物病理学会报》（*ann. phytopath. soc. japan*）第34卷第5期（313–316页），标题为《イネ葉上の微生物とごま葉枯病の発生》（Microorganisms existing on leaves of rice plants and the occurrence of brown leaf spot）。

学术背景
研究领域为植物病理学与微生物生态学。长期以来，植物病原菌的行为多被孤立研究，而叶表微生物群落（phyllosphere microbiome）对病原菌侵染的影响常被忽视。此前，学者如Pugh、Kilpatrik、仓田等虽对植物表面微生物多样性有过调查，但关于其与病原菌互作的机制尚不明确。例如，木谷（1941）曾从稻瘟病斑中分离出伴生细菌，但未阐明其作用。本研究聚焦水稻胡麻叶斑病（brown leaf spot，病原菌为*Cochliobolus miyabeanus*），旨在揭示叶表微生物（尤其是真菌）如何影响该病的发生，以填补“微生物群落-病原菌-宿主”三者关系的知识空白。

研究流程与方法
1. 叶表微生物分离与鉴定
- 样本：京都大学农场种植的水稻品种“中生新千本”（Nakate Shin-senbon），选取顶端第二片健康叶片（20 cm长），分6批次采集（分蘖盛期至抽穗期）。
- 方法：叶片中央3 cm段剪碎后悬浮于灭菌水，梯度稀释后涂布于pepton-glucose琼脂培养基（pH 5.4），28℃培养2–6天统计菌落。
- 结果：高频分离到*Candida*、*Rhodotorula*、*Penicillium*、*Alternaria*、*Aspergillus*及细菌，其中*Candida*占比最高（表1）。病斑部分离仅检出胡麻叶斑病菌，未发现明确伴生菌。

1. 微生物对病原菌孢子萌发的影响

   • 实验设计：将*C. miyabeanus*分生孢子与叶表微生物（如*Candida*孢子）混合，滴加于胶棉膜（collodion膜）模拟叶面环境，28℃湿室培养后观察萌发率。
     
   • 结果：*Candida*对孢子萌发抑制较弱（表2），其他微生物无显著影响。

2. 对峙培养与菌丝抑制试验

   • 方法：在pepton-glucose或马铃薯琼脂平板上，将胡麻叶斑病菌与叶表微生物对峙培养。
     
   • 结果：无微生物能显著抑制病原菌菌丝生长，仅*Penicillium*和*Aspergillus*显示轻微拮抗（嫌触反应）。

3. 混合接种与病害抑制验证

   • 接种设计：将*C. miyabeanus*孢子悬液与*Candida*混合后喷雾接种水稻（品种“旭4号”），以单独接种为对照。
     
   • 结果：混合接种的病斑数减少约50%（表3），表明*Candida*可能通过竞争生态位或诱导抗性抑制侵染。

主要结果与逻辑链
1. 微生物群落特征：健康叶表以*Candida*为优势菌，病斑中病原菌独占，暗示健康微生物群可能抵御病原定殖。
2. 体外互作：*Candida*虽不直接抑制孢子萌发或菌丝生长，但田间混合接种显著降低发病，提示其作用机制可能依赖叶面微环境（如营养竞争或代谢物调控）。
3. 创新发现：首次报道*Candida*作为叶表共生真菌对胡麻叶斑病的生物防治潜力，突破了传统“体外拮抗”的研究范式。

结论与价值
1. 科学意义：揭示了叶表微生物群（如*Candida*）通过非拮抗途径影响病原菌侵染，为植物-微生物互作理论提供了新视角。
2. 应用价值：为开发基于叶面微生物组的生态防控策略（如益生菌接种）奠定基础，尤其针对胡麻叶斑病高发区。
3. 争议点：*Candida*的具体作用机制（如是否分泌信号分子或激活宿主免疫）仍需分子水平验证。

研究亮点
1. 方法创新：结合稀释分离、对峙培养与田间模拟接种，系统解析微生物-病原菌-宿主三者关系。
2. 发现新颖性：首次明确*Candida*对胡麻叶斑病的抑制效应，尽管其体外无显著拮抗活性。
3. 生态视角：强调自然状态下微生物群落的整体功能，而非单一菌株的拮抗能力。

其他有价值内容
- 研究提及秋落水田（季节性贫瘠稻田）的病害高发背景，暗示土壤-叶面微生物组的关联值得后续探索。
- 作者致谢中提到椿启介博士（发酵研究所）协助菌种鉴定，反映跨学科合作对微生物分类的重要性。