杀线虫植物以及植物源杀线虫活性化合物研究与应用进展

植物寄生线虫现已成为危害农业生产的第二大类病害,其防治迫在眉睫。线虫的生物防治是一种新型的线虫防治策略,主要是利用动植物和微生物及其次级代谢产物对线虫进行防治。植物源次级代谢产物即植物源化合物,源于自然,是植物源农药的核心。相比于化学杀线虫剂,植物源杀线虫剂对环境影响较小、靶向性强且不易使线虫产生抗药性。因此,从植物中获得结构新颖且杀线虫活性好的小分子化合物并将其开发成绿色农药,对于线虫病的防治具有重要意义。本文对杀线虫植物、具有杀线虫活性的植物源化合物及其杀虫机理、植物源杀线虫农药的应用情况展开综述,并对该研究领域进行了展望,希望能为植物寄生线虫病的防治与植物源杀线虫农药的开发利用提供参考和帮助。     

4,5,5-三氟-N-(杂芳基甲基)戊-4-烯酰胺的合成及杀线虫活性

植物寄生线虫可能对全球农作物造成严重的危害.本研究设计合成了15个未见文献报道的4,5,5-三氟戊-4-烯酰胺衍生物,并测定了它们的离体活性和在沙土中的活体杀线虫活性,且进一步研究了沙土活体活性较好的化合物在基质中的活体杀线虫活性.离体测试结果表明:部分目标化合物表现出较好的杀线虫活性,其中含呋喃环的化合物B8对南方根...     

20-(S)-喜树碱7-C-取代衍生物的合成及杀松材线虫活性研究

为研究喜树碱(CPT)类化合物的杀线虫活性,以喜树碱为原料,经烷基化、氧化、酯化等步骤合成了13个7-C-取代的20-(S)-喜树碱衍生物,其中化合物 14 未见文献报道,所有衍生物的结构经红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)和液-质联用(LC-MS)等分析手段进行了表征。采用浸渍法测定了化合物对松材线虫Bursaphelenchus xylophilus的毒杀活性。结果表明:与母体化合物喜树碱相比,7-C-取代的20-(S)-喜树碱衍生物具有更强的杀线虫活性,其中化合物7-苄基喜树碱、7-甲酰基喜树碱、7-苯甲酰氧甲基喜树碱在24 h的致死中浓度(LC50值)分别为2.28、2.21和1.37 mg/L,明显高于母体化合物喜树碱的LC50值12.18 mg /L。     

3'-烷基- α -三联噻吩的合成及其杀线虫活性

以3-溴噻吩为原料,以Kumada偶联反应和Suzuki偶联反应为关键步骤合成了9个3'-烷基- α -三联噻吩类化合物 8~16,其中5个为新化合物,其结构经1H NMR、MS和元素分析的表征和确证。采用光照法首次测定了9个合成化合物对全齿复活线虫Panagrellus redivivus的杀伤率。结果表明:除化合物13外,其余目标化合物在50 μg/mL、照度为2 000 lx、光照时间为72 h条件下对全齿复活线虫的杀伤率均在85%以上。     

一株虫生真菌杀线虫活性代谢产物的分离与结构鉴定

以生物活性为导向,利用硅胶、凝胶柱层析法以及高效液相色谱等技术对一株虫生真菌拟青霉菌Paecilomyces sp.的活性次生代谢产物进行了研究。从其活性组份中共分离得到2个杀线虫活性次生代谢产物,经质谱和核磁共振等波谱分析方法鉴定其结构分别为脑苷酯类化合物Cerebroside A( 1 )和 Cerebroside B( 2 )。活性测定结果显示,这2个化合物均具有杀松材线虫Bursaphelenchus xylophilus活性,其中化合物 1 在质量浓度分别为1 000,100和10 μ g/mL下对松材线虫的致死率分别为100%,100%和11.1%。     

双杂环基甲酮类化合物的设计、合成及杀线虫活性

植物寄生线虫可直接或间接地危害全球各类作物，造成严重的经济损失。本文设计并合成了27个未见文献报道的双杂环基甲酮类化合物，并测定了化合物在离体条件下对南方根结线虫Meloidogyne incognita的致死率及其在在沙土与基质土壤中对由南方根结线虫造成的植物根结的抑制率(活体测试)。离体测试结果表明，除化合物D1和E3在40 mg/L下72 h时对南方根结线虫的致死率分别为70.03%和71.26%外，大部分目标化合物对其无致死活性。活体测试结果表明：40 mg/L时化合物B1、B2、B5、C4、D2、E6和E9在沙土中对植物根结的抑制率均在90%以上，其中D2在5 mg/L时抑制率最高，达87.61%，且高于先导化合物B1；而在基质土壤中，化合物B5的抑制活性最强，在40 mg/L时抑制率为77.67%。初步的构效关系分析表明，不带取代基的(5-(2-噻吩基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮(D2)化合物具有更好的杀线虫活性。     

扁茎黄芪植株中化学成分的分离鉴定及其抑菌活性

为综合开发利用药用植物扁茎黄芪Astragalus complanatus,对其非药用部位的化学成分及抑菌活性进行了初步研究。采用硅胶柱层析和LH-20凝胶层析技术从扁茎黄芪植株中分离鉴定了7个化合物,并测定了各化合物对8种细菌的抑菌活性。根据波谱分析结果,7个化合物分别被鉴定为β-谷甾醇 (1) 、β-sitostenone (2) 、lawsaritol A (3) 、3β-羟基-5α,8α-桥二氧麦角甾-6,22-二烯 (4) 、3′,7-二羟基-2′,4′-二甲氧基异黄烷 (5) 、D-1-O-甲基肌醇 (6) 和沙苑子苷 (7) ,所有化合物均为首次从扁茎黄芪植株中分离得到。抑菌活性测定结果表明:化合物 5 对蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus、大肠杆菌Escherichia coli、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis、白菜软腐病菌Erwinia carotovora、猕猴桃溃疡病菌Pseudomonas syringaepv.actinidiae和烟草青枯病菌Ralstonia solanacearum均有不同程度的抑制作用,其中对猕猴桃溃疡病菌、烟草青枯病菌和白菜软腐病菌的最低抑制浓度(MIC)分别为37.5、18.8和75.0 μg/mL。3′,7-二羟基-2′,4′-二甲氧基异黄烷 (5) 的农用抑菌活性为首次报道。     

茶皂素杀线虫活性测定分析

 茶皂素(Tea saponin, TS)是由各类茶籽(油茶Thea sinesis或茶Camellia sasauqua)饼粕中提取出来的五环三萜类化合物,具表面活性、生理活性和鱼毒活性以及溶血性等。近10年来,国内有关TS杀虫抑菌活性有较多的研究报道,但未见杀线虫活性方面的报道。     

2-[5-(4-甲氧基苯基)-(1,3.4)-噻二唑基-6-异丙基]胺基甲基苯酚的一锅法合成工艺

根据拼合原理,将1,3,4-噻二唑基引入羟基苯甲醛设计成新颖结构的胺基甲基苯酚,并研究其合成工艺。寻求制备具有杀菌活性的化合物2-[5-(4-甲氧基苯基)-(1,3. 4)-噻二唑基-6-异丙基]胺基甲基苯酚。以邻异丙基水杨醛和2-氨基-5-(4-甲氧基)-苯基-(1,3. 4)噻二唑为起始原料,经过缩合、还原反应一锅法制得目标化合物2-[5-(4-甲氧基苯基)-(1,3. 4)-噻二唑基-6-异丙基]胺基甲基苯酚。在优化的条件下,反应总收率为75. 8%,纯度为99. 1%。该工艺简单经济,条件温和,一锅法合成工艺减少了溶剂的用量和废物排放量,收率较高。     

不同类型杀线剂对甘薯茎线虫趋化性的影响

实验室条件下研究了涕灭威、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和丙溴磷在低剂量胁迫下对甘薯茎线虫趋化性的影响。结果表明:在无药剂胁迫情况下甘薯茎线虫对灰霉菌、半裸镰刀菌的趋化性最强,其次为马铃薯,对甘薯无趋性。在含有5～5×10-2μg/mL涕灭威、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和丙溴磷的水琼脂平板,线虫的趋化性均受到抑制,且甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的抑制活性高于其他2种药剂;线虫经10-1～10-3μg/mL的涕灭威、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和丙溴磷浸渍24h后采用灭菌去离子水清洗3次并恢复24h后,线虫的趋性仍受到抑制。值得注意的是,在含5×10-3μg/mL丙溴磷水琼脂或经丙溴磷10-3～10-4μg/mL处理后,线虫的趋性发生了改变,表现出对甘薯块具有一定的趋性。     

新型哌啶-4-醇衍生物的合成及生物活性

发现具有新作用方式的农药对于现代作物保护至关重要。本研究以哌啶醇和邻苯二酚为起始原料，经5步反应制备得到了一系列新型的哌啶-4-醇衍生物，并通过核磁共振氢谱、碳谱和高分辨质谱确认其结构。生物活性测试结果表明，部分目标化合物在25 mg/L质量浓度下表现出良好的根结线虫Meloidogyne incognita抑制活性。此外，在500 mg/L质量浓度下，大部分化合物对黏虫Pseudaletia separata Walker表现出因拒食效应所致的体重减轻。     

生防细菌YC-10的杀线虫活性及其鉴定

 从烟草中分离出1株对根结线虫和胞囊线虫有较高生物活性的内生细菌菌株-YC-10。将该细菌发酵滤液原液及5、10、20和40倍稀释液处理南方根结线虫,96 h后线虫死亡率均达到100%,处理大豆胞囊线虫96 h,致死率大于90%,在植物线虫生物防治上显示出巨大的应用前景。通过形态特点、理化特征以及16SrDNA序列同源性分析将菌株YC-10鉴定为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)。对发酵液活性成分理化性质研究表明,活性成分对热稳定,高温、蛋白酶K处理不影响其杀虫活性,而酸性条件下杀线虫活性比碱性中更强。为后续杀线虫活性成分的分离及杀线虫机理研究奠定基础。      

根结线虫拮抗放线菌的筛选及菌株HA10002的鉴定与活性物质分析

为了筛选获得对根结线虫具有拮抗能力的强活性放线菌菌株,并从菌株中发现新的杀线虫活性化合物,从海南东寨港红树林采集海泥样品9份,从五指山原始森林等地采集土壤样品51份,用平板稀释法对海泥和土壤样品进行分离;以南方根结线虫2龄幼虫为靶标线虫,采用24孔细胞培养板液体线虫法进行初筛和复筛;根据形态特征、培养特征、生理生化特征和16S rDNA序列对复筛出的活性菌株进行鉴定;菌株发酵液经溶媒萃取、硅胶柱层析、Sephadex LH 20凝胶过滤和制备薄层板层析,采用活性跟踪法从中分离纯化杀线虫活性化合物;化合物经光谱及波谱分析和文献对照,进行结构鉴定。从60份样品中分离得到356株菌落形态有差异的放线菌。初筛得到16株对根结线虫校正死亡率在80%以上的菌株,复筛获得3株线虫校正死亡率在95%以上的菌株,其中分离自海泥样品中的菌株HA10002抗线虫活性最强,发酵原液的校正死亡率达100%。HA10002经鉴定为白浅灰链霉菌,从其发酵液中分离获得2个活性化合物,其中A26 3为Nocardamine,A22 1的结构正在进一步鉴定中。上述结果表明,筛选出的放线菌HA10002能合成2种以上杀根结线虫的活性代谢产物,是一株遗传稳定且具有开发潜力的活性菌株。     

Screening and isolation of a nematicidal sesquiterpene from Magnolia grandiflora L

The ethanolic extracts from 30 plant species were tested for their nematicidal activity against nematodes Bursaphelenchus xylophilus (Steiner & Buhrer) Nickle and Panagrellus redivivus (L.) Goodey. The leaf extract of Magnolia grandiflora L. exhibited the strongest nematicidal activity against both nematodes, causing 73 and 100% mortality respectively within 48 h at 5 mg mL(-1). A new nematicidal sesquiterpene was obtained from the leaves of M. grandiflora. The compound was determined to be 4,5-epoxy-1(10)E,11(13)-germacradien-12,6-olide, based on spectroscopic methods including 2D NMR techniques. The median lethal concentrations (LC50) of the compound against B. xylophilus and P. redivivus were 71 and 46 mg L(-1) respectively at 48 h. This is the first report of Magnoliaceae species with nematicidal activity.     

有机酸类化合物对南方根结线虫的生物活性

采用室内离体测定方法,测试了15种有机酸对南方根结线虫(Meloidogyne incognita) 2龄幼虫致死率和卵孵化抑制率。结果表明,甲酸和丙酸对2龄幼虫和卵的生物活性最高,明显优于其他供试有机酸,但是活性低于对照药剂阿维菌素。对生物活性结果及有机酸化学结构进行比对发现,小分子量化合物对南方根结线虫具有较高生物活性。     

2-(溴代吡咯腈-1-基)乙酸衍生物的设计、合成及生物活性

为了发现具有生物活性的新化合物,以溴代吡咯腈为先导化合物,通过亲核取代等反应合成了一系列新型2-(溴代吡咯腈-1-基)乙酸衍生物(5a～5m, 6a～6o),其结构均经核磁共振氢谱(¹H NMR)、碳谱(¹³C NMR)和高分辨质谱(HRMS)确证。杀菌活性测定结果显示：化合物2、3和5m对水稻稻瘟病菌Magnaporthe oryzae均表现出良好的杀菌活性,其EC₅₀值分别为0.0532、0.0470和0.0174 mmol/L,优于对照药剂咯菌腈(0.0914 mmol/L),但不及对照药剂嘧菌酯(0.0001 mmol/L);化合物5m表现出一定的杀菌广谱性,其对水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani和小麦根腐病菌Bipolaris sorokiniana的EC₅₀值分别为0.0218和0.0420 mmol/L,但均不及对照药剂咯菌腈(EC₅₀值分别为0.0002和0.0010 mmol/L)。杀虫、杀螨活性测定结果显示,在0.2 mmol/L浓度下,目标化...     

N-((5-烷硫基-1,3,4-噁二唑)-2-基)甲基溴代吡咯腈的合成及生物活性

为了发现农药活性的新化合物,以溴代吡咯腈为原料,通过亲核取代、肼解和成环等反应,设计合成了一系列N-((5-烷硫基-1,3,4-噁二唑)-2-基)甲基溴代吡咯腈目标化合物( 5a ~ 5t ),所有化合物的结构均得到核磁共振氢谱和高分辨质谱确证。杀菌活性测定结果显示:在浓度为0.20 mmol/L时,大部分目标化合物具有一定的抑菌活性,其中化合物 5h 对水稻稻瘟病菌Magnaporthe oryzae的抑制率为60.07%,优于对照药剂咯菌腈(58.21%)。杀虫与杀螨活性测定结果显示:在浓度为0.20 mmol/L时,大部分目标化合物对斜纹夜蛾Spodoptera litura和朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus雌成螨具有一定的杀虫和杀螨活性,但均低于对照药剂虫螨腈(100%)。杀线虫生物测定结果显示:在浓度为0.20 mmol/L时,大部分目标化合物表现出优异的杀线虫活性,其中化合物 5k 、 5r 和 5s 对秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans的LC₅₀值分别为0.0918、0.0733和0.0810 mmol/L,优于对照药剂噻唑膦(0.2798 mmol/L)。本研究所合成的目标化合物具有一定的杀菌、杀虫、杀螨和杀线虫活性,可为溴代吡咯腈衍生物的设计和合成提供参考。