番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus,TSWV),属于布尼亚病毒科(Bunyaviridae)番茄斑萎病毒属(Tospovirus)病毒,可侵染茄科、葫芦科、豆科、十字花科等90多科的1000多种植物,包括番茄、烟草、马铃薯、茄子、辣椒及花卉等大量经济作物。TSWV是目前已知宿主范围最广、最具破坏力的植物病毒之一,全世界每年因TSWV造成的经济损失达数十亿美元。显然,TSWV已经成为严重危害世界农作物的病毒。目前在农业生产中尚无防治TSWV的有效措施,仅能通过农业防治、传毒媒介蓟马防治、培育抗病品种等措施降低TSWV病的危害。然而,由于TSWV在媒介昆虫和宿主植物体内特殊的寄生性、宿主免疫系统的不完整性、传毒媒介蓟马易产生抗药性、抗病品种易出现抗性缺失等问题,导致上述防治措施仅能在一定程度上抑制或减少病毒在植物体内的增殖,而无法彻底清除TSWV。截止目前为止,市场上仍没有高效防治TSWV的农药。面对植物病毒病危害日益严重、抗植物病毒药物依然匮乏、病毒耐药性增强和农药残留污染环境等一系列问题,如何开发高效、环保、安全的抗TSWV农药已成为当前抗植物病毒新农药研发的重点和热点。
贵州医科大学
郝小江
院士团队
胡占兴
副研究员近年来致力于从天然喹诺里西啶类生物碱
(QAs)
中发掘抗植物病毒活性先导化合物。近期,该团队从豆科野决明属野决明(
Thermopsis lupinoides
)全草中分离鉴定
39
个
喹诺里西啶类生物碱
和
14
个异黄酮,其中新化合物
14
个(
图1
)。
图1. 化合物1-53结构
抗
TSWV
活性筛选发现:化合物
anagyrine
(
34
)(
EC50
:
36.04 μg/mL
)与阳性对照宁南霉素(
EC50
:
86.03 μg/mL
)相比对
TSWV
初侵染显示出较强的抑制作用(
图2
)。进一步研究发现:预防作用下
34
显著抑制接种叶和系统叶中
TSWV N
基因复制,并显著提高植物体内抗病相关酶(
SOD
、
PAL
、
POD
、
PPO
)的活力;
34
处理的烟草叶片中水杨酸(
SA
)浓度明显高于对照组,茉莉酸(
JA
)和脱落酸(
ABA
)与对照组相比浓度无显著变化。
qRT-PCR
分析
SA
、
JA
、
ABA
通路关键基因转录水平发现:在
34
处理叶片和系统叶片中
NPR1
基因的转录水平明显高于对照组。以上研究结果表明:
34
通过水杨酸途径激活植物体内化学防御体系,产生良好抗
TSWV
作用(
图3
)。此外,本研究对分离得到的化合物进行了抗植物真菌和杀虫活性筛选,结果显示:化合物
thermlupine A
对黄瓜灰霉(
Botrytis cinerea
)表现出显著抑制作用(
EC50:
20.83
μ
g/mL
);化合物
thermlupine B
对蚕豆蚜(
Aphis fabae
)表现出较强毒杀作用(
LC50:
24.97
μ
g/mL
)。
相关研究工作以
Quinolizidine Alkaloids and Isoflavones from the Herb of Thermopsis lupinoides and Their Antiviral, Antifungal and Insecticidal Activities
为题发表在国际著名期刊《
Journal of Agricultural and Food Chemistry
》(
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c09529
)。贵州医科大学硕士研究生
张彤
、贵州中医药大学硕士研究生
田彩燕
、贵州医科大学硕士研究生
张吉
为该论文的共同第一作者。贵州省天然产物研究中心
胡占兴
副研究员、
郝小江
研究员,云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所
赵立华
副研究员为共同通讯作者。
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