巴西是全球甜瓜（Cucumis melo）的主要生產國，其東北部地區是核心產區。然而，由鐮刀菌（Fusarium spp.）引起的腐爛病是甜瓜產業面臨的重大挑戰，尤其是在采收后造成嚴重損失。該病害的癥狀最初出現在果柄區域，隨后可蔓延至整個果實，嚴重影響其商品價值。由于對病害侵染的動態過程缺乏了解，針對此病害復合體的有效控制策略非常有限。以往的研究已報告超過20種鐮刀菌可侵染巴西的甜瓜，但大多關注于采后果實腐爛和根腐病，未能明確鐮刀菌在甜瓜不同部位的侵染動態以及病原菌初始侵染植物的關鍵節點。明確侵染動態對于制定高效的靶向控制策略至關重要，能夠幫助種植者和技術人員確定最佳干預時機和方法。

為探究鐮刀菌在甜瓜中的侵染動態，研究團隊在巴西里奧格蘭德北州的莫索羅市一個具有鐮刀菌病史的商業甜瓜生產區進行了系統性采樣。研究共進行了兩次平行采樣，分別在2022年3月至9月期間進行。采樣旨在評估鐮刀菌在甜瓜營養生長周期不同部位的侵染情況。

具體評估分為六個關鍵時間點：E1為幼苗移栽當天（植株在田間建立階段的開始）；E2為移栽后14天（DAT）（初始營養階段，根系活躍生長并產生新葉）；E3為移栽后45天（植株營養生長和生殖生長前期）；E4為移栽后60天（果實收獲當天）。此外，還在植株花期高峰（移栽后28天）單獨分析了雄花和雌花，并對采收后在10°C下冷藏30天（模擬出口運輸條件）的果實進行了分析。

在每個評估期，隨機收集10株植株（包括有癥狀和無癥狀），并從每株植株的根、莖、枝、葉、花（雌雄）和果實（根據物候期）采集約0.3厘米的植物組織片段。對基質和種子的分析也同步進行。所有樣品經表面消毒后，在PDA培養基上進行真菌分離。具有鐮刀菌形態特征的菌落通過單孢培養純化，并利用分子技術進行鑒定，主要針對翻譯延伸因子1（TEF1）和RNA聚合酶II第二大亞基（RPB2）基因的部分區域進行擴增和測序，并通過最大簡約法構建系統發育樹進行分析。

研究發現，用于育苗的基質中存在鐮刀菌，而Galia品種SVMG 4974的種子中未檢測到。在兩次采樣中，基質樣本的鐮刀菌檢出率分別為20%和100%，從基質中分離到的菌株經鑒定為F. silvicola，屬于F. solani物種復合體（FSSC）。這是該物種在巴西的首次報告。

在E1期（移栽當天），鐮刀菌主要出現在根部。到了E2期（移栽后14天），所有被分析的植株部位（根、莖、枝、葉）均檢出鐮刀菌，其中根部發生率最高。在E3期（移栽后45天），所有部位包括發育中的果實均檢出鐮刀菌，其中果實中的發生率最高。在E4期（移栽后60天，收獲時），所有植物部位仍可檢出鐮刀菌。采后冷藏30天的果實中依然有鐮刀菌存在。花期（移栽后28天）的分析顯示，在采樣1中，雌花（8%）和雄花（5%）均檢出鐮刀菌，而在采樣2中，僅在雌花中檢出（15%）。

從所有植物組織和基質樣本中，共分離到197個鐮刀菌菌落。通過分子鑒定，共確認了14個鐮刀菌種，分別屬于6個不同的物種復合體：F. chlamydosporum物種復合體（FCSC）、F. dimerum物種復合體（FDSC）、F. fujikuroi物種復合體（FFSC）、F. incarnatum-equiseti物種復合體（FIESC）、F. oxysporum物種復合體（FOSC）和F. solani物種復合體（FSSC）。根系中發現的物種數量最多，達6種，包括F. kalimantanense（FOSC）以及F. caatingaense、F. longifundum、F. mucidum、F. sulawesiense（FIESC）和F. pseudensiforme（FSSC）。F. sulawesiense是出現頻率最高的物種，存在于大多數植物部位，包括采后果實。所有分離株的TEF1和RPB2基因序列均已存入GenBank。

對甜瓜果實和幼苗的致病性測試表明，所有測試的鐮刀菌物種均能引起病害癥狀，與對照存在顯著差異。雖然由于每個物種僅測試一個分離株，無法推斷物種水平的侵襲性模式，但來自FSSC的F. pseudensiforme和F. silvicola分離株在果實上引起的病害嚴重度平均值最高。在幼苗測試中，所有物種也表現出致病力，其中F. delphinoides和F. pseudensiforme引起的病害嚴重度值最高，而F. kalimantanense引起的嚴重度最低。

研究表明，種子可能不是本研究中的主要侵染源，這可能與商業雜交種子在播種前使用了福美雙（thiram）類殺菌劑處理有關。然而，育苗基質中鐮刀菌（F. silvicola）的存在值得高度關注，因為基質可能是將新病原菌引入生產系統的有效載體。研究發現，在評估期內，甜瓜根系是鐮刀菌最主要且物種多樣性最豐富的侵染點，這主要歸因于根系與土壤的直接接觸，土壤是多種微生物的天然儲存庫。

F. sulawesiense是本次研究中出現頻率最高的物種，其產生的分生孢子便于通過風或水傳播，增加了其在植株不同部位定殖和擴散的可能性。另一個值得關注的物種是F. pseudensiforme（FSSC），它在巴西甜瓜中屬首次報告，且在致病性測試中表現出高病害嚴重度。有趣的是，雌花中鐮刀菌的發生率高于雄花，這可能與雌花富含花蜜有關，花蜜為微生物群落提供了生態位。這一發現至關重要，因為它意味著在花期控制鐮刀菌可能降低后期果實中的發病率。

本研究系統地揭示了鐮刀菌在巴西甜瓜作物中的動態侵染過程。研究結果強有力地表明，鐮刀菌存在多種侵染途徑，其中根系是其主要入侵點，而育苗基質是潛在的新病原引入源。研究共鑒定出14個鐮刀菌種，其中FSSC內的菌株在致病性測試中表現出更高的侵襲性，且所有分離株均能導致果實腐爛和幼苗病害。

基于這些發現，建議在巴西甜瓜產區實施更嚴格的病害管理方案。首要措施是使用無病原的基質和經過處理的種子。鑒于根系是主要侵染入口，在整個生產周期中維持低病原菌潛力的土壤環境，對于減少病原菌發生、改善采后控制至關重要。增加拮抗鐮刀菌的微生物多樣性有助于減少土壤中的真菌數量，降低侵染風險。此外，保護花朵免受真菌侵染，對于確保健康的果實生產可能具有關鍵作用。這項工作為制定針對甜瓜鐮刀菌腐爛病的靶向性綜合管理策略提供了關鍵的科學依據。