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菌核青霉 HY5 中 3,5-二甲基苔色酸类混源萜的结构 及其除草活性

文献类型： 中文期刊

关键词： 菌核青霉;;DMOA 类混源萜;;结构鉴定;;除草活性;;作用机制;;茉莉酸信号通路;;色氨酸代谢途径

期刊名称：中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2025 年

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收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： 【背景】3，5-二甲基苔色酸（3，5-dimethylorsellinic acid，DMOA）类混源萜化学结构多样，生物活性广泛，然而对其农用生物活性鲜有报道。化学除草剂易造成杂草抗性增强并引发环境问题，亟需研发新型生物除草剂。【目的】从菌核青霉（ Penicillium sclerotiorum）HY5 中挖掘 DMOA 类混源萜，评价其除草活性，初步阐明其作用机制，为开发新型天然产物除草剂提供先导分子。【方法】运用正/反相硅胶柱层析、薄层层析、Sephadex LH-20 凝胶柱层析和半制备高效液相色谱（HPLC）等方法分离 DMOA 类混源萜，采用核磁（NMR）、质谱（MS）等方法对化合物进行结构鉴定；运用种子萌发抑制法测定化合物对牛筋草（ Eleusine indica）、狗尾草（ Setaria viridis）、反枝苋（ Amaranthus retroflexus）和三叶草（ Trifolium repens）的除草活性；采用非线性回归分析方法，计算活性化合物的 EC50；采用转录组-代谢组联用的方法初步分析活性化合物的除草作用机制。【结果】从 HY5 发酵提取物中获得了 9 个 DMOA 类混源萜，分别为 berkeleydione（ 1）、preaustinoid A3（ 2）、miniolutelide B（ 3）、22-poxyberkeleydione（ 4）、22-deoxyminiolutelide B（ 5）、miniolutelide C（ 6）、berkeleyacteal（ 7）、preaustinoid A2（ 8）和 berkeleyacetal A（ 9）。化合物 4 对双子叶杂草三叶草表现出明显的促生 效果，对胚根和胚芽生长的促进率分别达到 30.5%和 55.1%。化合物 3、 4、 5 和 6 对单子叶杂草狗尾草和牛筋草种子具有显著的萌发抑制作用，其中化合物 6 的除草活性最强，抑制牛筋草胚根和胚芽伸长的 EC50 分别达到 19.1 和 17.9 μg·mL-1，强于对照药剂草甘膦（30.9 和 66.2 μg·mL-1）。同时发现，化合物对胚根伸长的抑制效果优于对胚芽效果。进一步研究表明，化合物 6 通过双重调控机制抑制杂草种子萌发：一方面，降解茉莉酸信号通路中的 JAZ 蛋白，从而促进脱落酸合成；另一方面，干扰色氨酸代谢途径，导致血清素的异常积累，最终抑制杂草的生长。【结论】DMOA 类混源萜结构新颖，对单子叶杂草具有明显的除草活性，有望开发成为新型天然产物除草剂。

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