β-蒎烯衍生抗菌化合物双氢化诺卜基二甲基溴化铵对水稻纹枯病菌的作用机理研究

β-蒎烯是松节油的主要成分之一,具有广泛的生物活性,具有重要的研究和开发价值。本实验室前期以β-蒎烯为原料设计合成了一系列的新型β-蒎烯季铵盐类抗真菌剂,但其作用机制尚不清楚。本研究在前期基础上,结合代谢组学和转录组学研究了代表性化合物双氢化诺卜基二甲基溴化铵(bis-hy dronopyl dimethyl ammonium bromide,b-HDAB)对水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani,R.solani)的抗菌作用机制。化合物b-HDAB对水稻纹枯病菌的EC50和EC90值分别为 10.38 和 20.66 mg/L.化合物b-HDAB在 500 mg/L浓度时对水稻纹枯病菌的防治效果为 59.82%,与市售杀菌剂井冈霉素·芽孢杆菌的防治效果相当(60.58%)相当。在抗菌作用机制方面,化合物b-HDAB能破坏菌丝的超微结构,增加细胞膜的通透性,抑制三羧酸循环相关酶的活性。通过代谢组学KEGG富集分析表明,水稻纹枯病菌被化合物b-HDAB处理后不饱和脂肪酸含量增加。通过转录组学分析表明,化合物 b-HDAB 破坏了水稻纹枯病菌的能量代谢机制,下调了DNA复制相关的基因,抑制了水稻纹枯病菌次生代谢产物的形成。联合代谢组学和转录组学分析表明,化合物b-HDAB通过影响水稻纹枯病菌的能量代谢水平发挥抗真菌作用。本研究对β-蒎烯季铵盐类化合物作为一种替代抗真菌剂的开发利用具有积极的参考意义。