农业病虫害威胁国家粮食安全，严重制约农业增效、农民增收。传统化学防治策略见效快、效率高，但在实施过程中潜在的环境污染、抗药性增强、对人畜及非靶标生物的危害都不容忽视。微生物来源的高效、低毒、环境友好的生物农药，将为科学、有效、可持续地预防和控制农业病虫害提供新的途径。近期，化学与化工学院郑彩娟教授课题组围绕农作物病虫害防治取得系列研究成果，在中国科学院一区TOP期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry和Pest Management Science上先后发表3篇研究论文。
一、海洋真菌（Aspergillus versicolor 23030605）来源的混源萜类化合物Territrem B（TEB）抗辣椒疫霉菌作用机制研究
体外和体内实验表明，Territrem B（TEB）能有效抑制辣椒疫霉孢子囊的萌发，显著破坏辣椒疫霉细胞膜的完整性与通透性，改变菌体形态和超微结构，同时增强辣椒植株的防御能力。初步作用机制研究表明，TEB可能通过干扰靶向氨基酸合成、脂质及能量代谢，增加活性氧(ROS)积累，进而引发脂质过氧化，最终抑制真菌生长（图1）。该研究成果以“Antioomycete activity and mechanism of Territrem B, against Phytophthora capsici in prevention of Phytophthora blight”为题，发表在Journal of Agricultural and Food Chemistry期刊。
二、真菌（Aspergillus amstelodami 012393）来源的吲哚生物碱Neoechinulin A（NEA）抗辣椒疫霉菌活性研究
研究发现，Neoechinulin A（NEA）能够有效抑制辣椒疫霉的菌丝生长、孢子囊形成和游动孢子的运动能力，并提升了辣椒植株的抗病能力。初步作用机制研究表明，NEA能够破坏细胞膜的完整性，通过抑制糖酵解/糖异生、丙酮酸代谢和谷胱甘肽代谢相关基因的表达，导致丙酮酸、ATP和GSH含量降低，进而影响能量代谢，最终引发辣椒疫霉细胞功能障碍（图2）。该研究成果以“Antioomycete activity and mechanism of neoechinulin A from the marine fungus Aspergillus amstelodami 012393 against Phytophthora capsici―Neoechinulin A against Phytophthora capsici”为题发表在Pest Management Science期刊。
三、海洋真菌Eupenicillium sp.HJ002抗根结线虫作用机制研究
从海洋真菌Eupenicillium sp.HJ002的代谢产物中发现2个新的具有6/6/6氧化环系统的聚酮类化合物Eupenicillines A-B（1-2）、1个新的生物碱Eupenicillaine C（3）和1个新的天然产物生物碱Eupenicullaine D（4）（图3）。Eupenicillmarine A（EMA）表现出显著的杀南方根结线虫（Meloidogyne incognita）活性，能有效地抑制南方根结线虫卵的孵化率，并致幼虫（J2）出现明显的形态畸变。初步作用机制研究表明，EMA可通过降低抗氧化酶活性诱导氧化应激失衡，导致ROS过度积累，从而降低可溶性蛋白水平、ATP水平并扰乱能量代谢。辣椒活体盆栽实验表明，EMA对南方根结线虫具有显著杀虫活性，展现出作为环境友好型线虫控制剂的巨大潜力（图4）。该研究成果以“Discovery of eupenicillmarine A from the marine fungusEupenicillium sp. HJ002 as a natural nematicide candidate”为题，发表在Journal of Agricultural and Food Chemistry期刊。