由菌核菌(Sclerotinia sclerotiorum)引起的菌核莖腐病可在全球范圍內(nèi)進(jìn)行傳播，并造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失?？紤]到菌株對(duì)殺菌劑產(chǎn)生耐藥性和以及殺菌劑化學(xué)殘留的發(fā)展，需要研制出綠色環(huán)保的替代殺菌劑。有研究人員對(duì)天然產(chǎn)物肉桂酸的抑菌活性進(jìn)行了評(píng)估。
肉桂酸與常用的殺菌劑多菌靈、菌核凈之間不存在交互抗性。用肉桂酸處理菌核菌后，會(huì)導(dǎo)致其菌絲變形，分支增多，菌核不發(fā)育，草酸含量降低，細(xì)胞膜通透性顯著增加。在盆栽試驗(yàn)中，2000 μg/ml肉桂酸對(duì)多菌靈敏感性菌株和耐多菌靈菌株均有95%以上的防治效果，并且使得菌核發(fā)育相關(guān)基因Sac1、Pac1、Smk1、 Pka1表達(dá)降低，而Cna1基因表達(dá)增加。
總之，肉桂酸是一種很有潛力的工業(yè)殺菌劑的天然替代品，是開發(fā)新型殺菌劑防治菌核菌莖腐病的先導(dǎo)化合物。肉桂酸的生物學(xué)特性為進(jìn)一步研究肉桂酸對(duì)菌核菌的作用機(jī)制提供了重要的理論依據(jù)。
相關(guān)研究
絲狀子囊菌菌核菌是一種破壞性很強(qiáng)的植物病原菌，遍布在世界各處，并且具有廣泛的寄主范圍。菌核菌可感染導(dǎo)致生菜、大豆、向日葵、胡蘿卜、油菜、油菜等多種高等植物。菌核病(Sclerotinia stem rot，簡(jiǎn)稱SSR，又稱白霉病)是美國(guó)、澳大利亞、加拿大和中國(guó)等許多國(guó)家均會(huì)發(fā)生的一種嚴(yán)重的油菜真菌病害。
目前，植物次生代謝物、植物自身化學(xué)物質(zhì)，如精油、香料化合物、萜類、硫代葡萄糖苷和殼聚糖等，都有希望作為殺菌劑的替代物。首先，這些化合物容易進(jìn)行生物降解，對(duì)環(huán)境無害，可作為目前使用的殺菌劑的替代品，與常用殺菌劑相比，這些天然產(chǎn)物有潛在的新型作用機(jī)制，可以避免或延緩殺菌劑之間的交互抗性，最重要的是，天然化合物也可以作為先導(dǎo)化合物用于合成新藥。除了評(píng)估其抗真菌活性外，探索這些化合物的作用機(jī)制也很重要。
肉桂酸是一種廣泛使用的原料，其天然提取物通常以游離形式或酯的形式存在。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，肉桂酸一直被用作生長(zhǎng)促進(jìn)劑、長(zhǎng)效殺菌劑和果蔬防腐劑等植物農(nóng)藥的原料，能顯著提高植物根系活力，增強(qiáng)植物抗病能力。盡管肉桂酸具有廣泛的用途，但其對(duì)菌核菌的抗菌活性還沒有得到廣泛系統(tǒng)的報(bào)道，其對(duì)植物病原菌的作用機(jī)制尚不清楚。
結(jié)果與討論
天然產(chǎn)物除了具有直接的抗真菌活性外，還可以作為先導(dǎo)化合物用于合成具有新作用機(jī)制的藥物。雖然肉桂酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但肉桂酸衍生物，如肉桂酰胺、肉桂酸甲酯和甲氧基肉桂酸已被廣泛研究，目前基于肉桂酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)合成新型藥物的研究正在進(jìn)行中，未來的要把主要研究方向放在研究其分子作用靶點(diǎn)上。
即便在不利的環(huán)境條件下，菌核菌的菌核也能在土壤中存活6年以上，這是菌核菌能夠長(zhǎng)期存活和繁殖的主要原因。在草酸缺乏的突變體中，菌核菌喪失了感染的能力，并且沒有產(chǎn)生菌核本研究中，肉桂酸處理后菌絲中草酸含量顯著降低，喪失產(chǎn)生菌核能力說明菌核菌分泌的草酸在致病性、菌核發(fā)育等方面發(fā)揮著重要作用。