入侵植物南美蟛蜞菊中抗植物病原真菌二萜的发现、修饰和作用机理研究

本项目选择富含高生理活性次生代谢物的入侵植物南美蟛蜞菊为研究对象，从中分离化感成分并进一步结构修饰而获得活性更高的抗植物病原真菌的活性分子，并研究其作用机理。申请者已从南美蟛蜞菊（Wedelia trilobata）中分离鉴定了7个贝壳衫烷二萜化合物，并已初步发现南美蟛蜞菊粗提物以及所含的特有的（相比本地蟛蜞菊，Wedelia chinensis而言）、且高含量的1个二萜具有抗植物病原真菌的活性。本项目拟进一步挖掘南美蟛蜞菊中二萜类化合物，并进行结构修饰，建立以植物病原真菌中1,3-β-D-葡聚糖合成酶为靶标的抗菌化合物筛选新体系，从而发现有潜力的天然的或经结构修饰的抗植物病原真菌的活性先导化合物。同时将生物与化学密切结合，阐明入侵植物的化学机制，为利用化感物质开发天然植物源杀菌剂提供可能，这对推动植物源农药的研究十分有利。因此，本项目有广阔的理论研究前景和潜在的应用价值。

南美蟛蜞菊也称三裂叶蟛蜞菊，是菊科蟛蜞菊属植物。原产中南美洲，生命力极强，能够通过化感作用抑制其它植物的生长而发展成单优种群，被列为“世界上最有害的100种外来入侵物种”之一。目前，已有不少关于南美蟛蜞菊化感作用的报道，但国内外有关南美蟛蜞菊对入侵地病原菌影响的研究却很少。贝壳衫烷型二萜类化合物是目前从蟛蜞菊属植物中发现的最主要的成分，其所具有的多种生物活性，加之其结构类型多、可修饰性强，将其作为先导化合物，研究其抗真菌活性和构效关系，具有理论意义和应用前景。.本项目入侵植物南美蟛蜞菊为研究对象，从中分离高含量的二萜并进一步结构修饰而获得高活性的抗植物病原真菌的分子，从而发现有潜力的天然的或经结构修饰的抗植物病原真菌的活性先导化合物，进而开发植物源农药。具体研究内容及重要结果如下：.1、从南美蟛蜞菊中分离鉴定了含量最高的对映贝壳杉烷-16-烯-19-酸（化合物1），并对其进行了提取分离工艺的优化研究，取得了可喜的结果，最终收率高达2%，纯度高达99.8%，比传统方法得到的收率要高10倍，且纯度高9.8个百分点，该提取工艺已申报国家专利并获得授权。.2、为了充分发掘入侵植物南美蟛蜞菊中的化感物质，我们将南美蟛蜞菊的乙醇粗提物、乙酸乙酯萃取物、正丁醇萃取物和水相萃取物对种子萌发和幼苗生长的影响进行了研究，发现乙醇粗提物和乙酸乙酯萃取物有明显的抑制种子萌发和幼苗生长的活性，且乙酸乙酯萃取物的抑制作用强于乙醇粗提物。因此，我们用高效液相色谱分析了南美蟛蜞菊和南美蟛蜞菊土样中的主要次生代谢物。发现其中含有的主要次生代谢物即为对映贝壳杉烷-16-烯-19-酸（化合物1）。因此该化合物的分离纯化和生物活性测试结果为新型无公害除草剂及有效杀虫剂目标化合物的筛选提供了理论依据。.3、开展了化合物1的结构修饰，得到了五个衍生化产物（1-1，1-2，1-2-1，1-2-2，1-3）。将其及化合物1进行了抑制植物病原真菌和细菌活性测试，发现了具有良好的抗植物病原真菌的天然产物衍生物1-1，该化合物具有开发成植物源农药的潜力，已申报发明专利。.4、发现了其他植物中的抗植物病原菌或抗细菌等活性的分子。共发表论文12篇。.上述结果为利用化感作用生物防除杂草和抗植物病原菌，开发新一代天然无公害农药和植物生长调节剂，减少有害化学制剂的投入，有效合理利用资源，保护生态环境，提高农业生产力奠定了基础。