海南崖豆藤提取物预防稻瘟菌侵染水稻的作用机制研究

【作者】 林琪童； 郭红； 朱艳秋； 高文强； 赖道万； 戚琳璐； 李志刚； 陈灯； 彭友良； 张振华； 杨俊；

【机构】 中国农业大学植物保护学院； 中国农业大学三亚研究院； 中国农业大学理学院； 海南大学热带农林学院； 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所；

【摘要】 由稻瘟菌引起的稻瘟病在世界各稻区广泛危害,严重威胁水稻安全生产。施用杀菌剂是防控稻瘟病的主要措施之一,但化学合成杀菌剂存在安全风险并造成病原菌抗药性等突出问题,而商品化的生物源杀菌剂又相对缺乏,因此开发新型生物源杀菌剂意义重大。本研究以稻瘟病为研究对象,通过构建植物源提取物库结合离体叶片接种评价防效的方法,筛选出海南崖豆藤提取物在200μg/mL浓度下对稻瘟病具有明显预防效果。病理学观测表明海南崖豆藤提取物对稻瘟菌分生孢子萌发和附着胞形成均具有明显的抑制活性,其EC₅₀值分别为106.33μg/mL和66.44μg/mL。进一步通过活性导向分离结合波谱学分析,从海南崖豆藤中分离鉴定出3种异黄酮类化合物,它们对稻瘟菌分生孢子萌发和附着胞形成均具有明显的抑制活性,其EC₅₀值分别为57.81～112.44μg/mL和19.14～37.10μg/mL;其中活性最好的鱼藤酮醇在50μg/mL浓度下对稻瘟病具有明显的预防效果。为探究其作用机理,通过对鱼藤酮醇处理的稻瘟菌分生孢子进行比较代谢组学分析,发现差异代谢物主要富集在ABC转运途径和代谢途径等,暗示鱼藤酮醇可能干扰了氨基酸转运等生物学过程。此外,海南崖豆藤提取物还对番茄灰霉病、苹果轮纹病、玉米炭疽病等重要真菌病害也具有良好的预防效果。综上所述,海南崖豆藤提取物可能通过异黄酮类化合物干扰氨基酸转运等生物学过程来抑制稻瘟菌侵染相关的形态建成,进而预防稻瘟病的发生。更多还原