山梨素類化合物可作為新型天然除草劑

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所濱海鹽堿地生物資源評(píng)價(jià)利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和煙草功能成分與生物合成創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了新型山梨素類天然產(chǎn)物除草先導(dǎo)化合物，為天然除草劑的開(kāi)發(fā)提供了分子模板和靶標(biāo)基礎(chǔ)，相關(guān)成果發(fā)表在《農(nóng)業(yè)與食品化學(xué)雜志（Journal of Agricultural and Food Chemistry）》。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大量使用化學(xué)除草劑會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染和雜草抗性，開(kāi)發(fā)新型微生物天然產(chǎn)物除草劑成為新的研究熱點(diǎn)。相較于細(xì)菌而言，真菌能夠產(chǎn)生豐富的植物毒素，是天然除草活性化合物的主要生產(chǎn)者，也是開(kāi)發(fā)新型微生物天然產(chǎn)物除草劑的重要來(lái)源。

該團(tuán)隊(duì)篩選到一株對(duì)多種單子葉和雙子葉雜草具有顯著除草活性的棘孢曲霉TE-65L，從其發(fā)酵產(chǎn)物中獲得了5個(gè)新型山梨素類化合物。通過(guò)波譜分析光譜計(jì)算，確定了該類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，并首次發(fā)現(xiàn)了其對(duì)雜草的除草活性，其中2個(gè)化合物能夠顯著抑制牛筋草胚芽和胚根的伸長(zhǎng)，其活性均強(qiáng)于陽(yáng)性藥草甘膦。研究表明，該類化合物能夠誘導(dǎo)木質(zhì)素生物合成途徑，導(dǎo)致木質(zhì)素積累，并引起雜草種子細(xì)胞壁增厚，抑制雜草的生長(zhǎng)。該研究獲得了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的天然除草劑分子模板，擴(kuò)展了天然產(chǎn)物除草劑的結(jié)構(gòu)類型，拓寬了山梨素類化合物的農(nóng)業(yè)應(yīng)用途徑。

該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、青島市自然科學(xué)基金、中國(guó)煙草總公司重大科技項(xiàng)目等的資助。（通訊員 李曉娟）