狼毒大戟中抗植物病原菌活性成分的研究与抗菌先导化合物的发现

Botanical fungicides have the Characteristics of high efficiency, low toxicity, low residue and environment friendly.Now the discovery of new leading fungicides from plants has attracted great attention. Euphorbia fischeriana Steud, as a poisonous plant, is not infected easily by insect and microorganism. In addition, our preliminary bioactivity study showed that the extract of the roots of E. fischeriana and the EtOAc fraction have potent anti-phytopathogenic fungi activities. However, so far no work has been done about the anti-fungi active chemical constituents as well as their mechanisms, because of difficult isolations and lower content of bioactive chemical constituents. In this project, further detailed phytochemistry investigation on E. fischeriana will be performed by bioactivity-guided isolation. The compounds and the fractions isolated from E. fischeriana will be assayed for anti-fungi activities to find the anti-phytopathogenic fungi active mechanisms. The project will afford the antimicrobial chemical constituents of E. fischeriana, and discover new leading compounds for fungicides. In addition, the results finally provide a scientific basis for the utilization of E. fischeriana.

植物源抗菌剂具有高效、低毒、低残留、环境友好的特点，从抗植物次生代谢产物中寻找抗菌剂先导化合物是目前国内外研究的热点。大戟科大戟属植物狼毒大戟（Euphorbia fischeriana）作为一种有毒植物，很难被植物病原菌和昆虫侵害。本项目前期研究表明狼毒大戟提取物及其乙酸乙酯萃取部分对多种植物病原菌具有强效的抗菌活性。然而狼毒大戟的化学成分复杂，分离困难，再加上其活性成分在植物中含量较低，导致其活性成分及作用机制还不清楚。 因此本项目拟在活性追踪指导下，对狼毒大戟中的抗植物病原菌成分进行分离鉴定，并初步探讨其抗菌活性机制。通过本项目的研究，预期将充分了解狼毒大戟抗植物病原菌活性的物质基础，可望为寻找新型植物源抗菌剂提供先导化合物，并为狼毒大戟的资源开发提供科学依据。

由于植物次生代谢产物往往具有作用机制独特，对人和非靶标生物安全，植物病原菌不易产生抗药性，在环境中易于降解等一系列特点。因此，植物源抗菌农药的研究已成为国际农药研究的热点领域。.狼毒大戟是大戟科大戟属植物，前人研究表明狼毒大戟中含有倍半萜、二萜、三萜，甾体、酚类、黄酮等物质。该植物的生物活性研究主要集中在细胞毒等活性上，相关的抗植物病原菌活性研究较少。本项目前期的抗植物病原菌活性研究也表明狼毒大戟中确实含有强效的抗菌活性成分，然而具体的抗菌活性成分的研究尚属空白。.本项目研究对狼毒大戟干燥的根进行提取，发现粗提物对水稻稻瘟病原菌、马铃薯干腐病原菌、苹果腐烂病原菌具有较好的抑制活性。粗提物用石油醚、乙酸乙酯萃取，发现乙酸乙酯部位的抗植物病原菌活性最好，其IC50 值可以达到0.29 mg/mL（苹果腐烂病菌），0.433 mg/mL（水稻稻瘟病菌），0.19 mg/mL（马铃薯干腐病菌）。在此抗菌活性结果的指导下对乙酸乙酯部位进行了重点分离，得到28个化合物，结构类型涵盖倍半萜、二萜、三萜，甾体、酚类等，其中有1个新化合物和3个新天然产物。.并对分离到量大的化合物进行了抗植物病原菌活性测试发现LD-3的抗植物病原菌活性最强，在100 ppm的浓度下，对马铃薯干腐菌的抑制活性达到100%，对番茄灰霉菌的抑制活性达到88%。表明狼毒大戟中苯乙酮类化合物是抗植物病菌的有效成分。除此之外，还对分到的部分化合物进行了细胞毒活性研究，但这些化合物的细胞毒活性并不强（IC50 ＞30 uM）。并对所的量大的化合物岩大戟内酯B进行了结构修饰，得到了17-乙酰氧基岩大戟内酯B，细胞毒活性甚至阳性药阿霉素。为了探寻17-乙酰氧基岩大戟内酯B关键的药效团，设计合成了WYY-1-32，验证了环氧片段是关键的药效团，为下一步的结构修饰改造打下了基础。.本研究首次确定了狼毒大戟中强效抗植物病原菌的活性成分是苯乙酮类化合物，得到了一个先导化合物LD-3。并确定了17-乙酰氧基岩大戟内酯B的关键药效团是其中的环氧片段。.