7月14日，日本信州大学农学部的入枝泰树副教授等人的研究团队宣布，已发现对农作物造成严重危害的炭疽病菌群具有多种入侵植物的方式。此前认为，黑色素化附着胞的形成是炭疽病菌侵染的必要条件，但研究发现，存在能够借助黑色素化前的附着胞完成侵染，或是在附着胞形成前就直接侵入并完成侵染的类群。该成果有望推动新型农药等防治方法的研发，相关研究成果已发表在期刊《Nature Communications》的6月27日刊上。
图1 研究揭示的炭疽病菌群新型植物侵入方式（供图：信州大学）
全球农业生产损失中约10%至15%源于植物病害，其中大部分由丝状真菌这一类霉菌造成，其防治已成为了全球性的重要课题。
其中，炭疽病菌群与稻瘟病菌的研究由来已久，二者均通过风雨传播孢子完成侵染。显微观察已发现，二者采用相同的策略：附着于植物表面的孢子萌发后，形成圆顶状附着胞，再通过从中伸出的针状侵入器官（侵入菌丝）完成侵入并完成侵染。
二者的共同特征是附着胞会发生黑色素化变黑，由此使膨压升高，结构变得强韧。自1982年首次报道以来，黑色素化一直被视为侵染的必要条件，尚未有通过其他方式实现侵染的案例报道。
在实际农业生产一线，抑制黑色素化的药剂已作为有效农药用于水稻稻瘟病防治。炭疽病防治使用杀菌剂，并未使用抑制剂，但已有研究报告指出，抑制黑色素化可阻止侵染。
此外，炭疽病菌具有寄主特异性，例如十字花科炭疽病菌仅侵染十字花科植物。
本次，研究团队在炭疽病菌研究过程中，发现了即便黑色素化受到抑制仍可完成侵染的波斯菊炭疽病菌。
研究发现，向该病菌中加入黑色素生物合成抑制剂环丙酰菌胺（CAR）后，其附着胞变为透明，黑色素生物合成受到抑制，但病菌仍可从透明附着胞伸出侵入菌丝，成功侵染。
为此，研究团队针对多种炭疽病菌附着胞开展膨压评估、植物侵入能力等指标检测，发现不同菌株对黑色素化的依赖程度存在差异。
随后，为验证除波斯菊炭疽病菌外，是否还有其他炭疽病菌在黑色素化受抑条件下仍可侵入植物，团队对研究室保存的数十种炭疽病菌检验CAR（环丙酰菌胺）效果。以此展开调查。
结果显示，包括波斯菊炭疽病菌在内的尖孢炭疽菌复合群（acutatum species complex），即便黑色素化受到抑制仍可侵入植物并完成侵染。所有菌株的附着胞黑色素化均被CAR抑制，但通过透明附着胞仍可完成侵染。研究推测，该类群在进化过程中获得了这一能力。
研究还揭示，存在多种炭疽病菌在孢子萌发后不形成附着胞，直接通过伸长的菌丝顶端侵入植物。
这种不依赖附着胞的侵入方式，仅在15年前有过一例报道，但此前被视作特殊案例。
当时有研究指出，该现象发生在周围有糖的环境中；本次研究同样证实，添加糖分后病菌会在不形成附着胞的情况下侵入植物。研究还发现1例经黑色素生物合成抑制剂之一咯喹酮处理后，也会表现出与糖分处理相同反应的炭疽病菌。
研究还揭示，不仅尖孢炭疽菌复合群（acutatum species complex），胶孢炭疽菌复合群（gloeosporioides species complex）也有表现该侵入方式的倾向。
上述研究推翻了定论，表明炭疽菌中可能存在根据周边环境选择侵入方式的类群。
入枝副教授表示：“黑色素化抑制剂从未被用作炭疽病防治农药，因此这类菌株作为耐药菌出现的可能性很低。况且尖孢炭疽菌复合群与胶孢炭疽菌复合群起源于约1000万年前，而黑色素化抑制类农药直到1980年代才投入使用。鉴于不发生黑色素化的菌株，侵入速度比发生黑色素化的菌株快，若不形成附着胞，侵入还会更快，它们可能拥有可更早完成侵入的优势。我们认为，本次取得的成果，有望成为未来农药开发的基础。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Nature Communications
论文：Breaking dependence on melanisation imparts diversity to a dogmatic invasion strategy of phytopathogenic fungi
DOI：doi.org/10.1038/s41467-026-74937-6
