天然查尔酮衍生物4-羟基查尔酮通过Ca2+和活性氧（ROS）信号通路以及黄酮类化合物的生物合成，增强烟草对烟草花叶病毒（TMV）的免疫力

《Pest Management Science》：The natural chalcone derivative 4-hydroxychalcone primes tobacco immunity against TMV via Ca2+-ROS signaling and flavonoid biosynthesis

植物免疫诱剂4-羟基查耳酮（4-HC）对烟草花叶病毒（TMV）的抗性机制研究。该化合物在1mM浓度下通过激活植物免疫信号通路（MAPK、WRKY）和增强ROS爆发及抗氧化酶活性，诱导系统抗性，且无直接灭活病毒粒子作用，为可持续农业病害防控提供新策略。

　　

摘要

背景

烟草花叶病毒（TMV）由于其在环境中的持久存在以及有限的化学控制手段，对全球农业构成了威胁。植物免疫诱导剂提供了有希望的解决方案，但迫切需要新型且低成本的代理物质。

结果

在本研究中，天然查尔酮类化合物，特别是4-羟基查尔酮（4-HC），作为植物免疫诱导剂表现出强大的抗TMV活性。在筛选的八种查尔酮中，4-HC在浓度为1 mM时达到了48.36%的保护效果——与基准诱导剂苯并噻唑（BTH）相当。重要的是，4-HC对TMV病毒颗粒没有直接的杀灭作用（通过半叶实验和透射电子显微镜（TEM）得到证实），这表明其作用是通过植物介导的防御反应实现的。转录组学分析显示，4-HC显著上调了多种免疫相关通路，包括植物-病原体相互作用、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路（MPK4、MKK5）以及WRKY转录因子。从机制上看，4-HC能够快速诱导钙离子（Ca²⁺的流动，并在24小时内持续增加活性氧（ROS）的产生（过氧化氢（H₂O₂浓度增加了四倍），从而增强与防御相关的酶活性（如苯丙氨酸氨裂解酶（PAL）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）），从而建立系统性的抗性。此外，4-HC还促进了类黄酮的积累（在72小时时增加了两倍），这得益于其作为类黄酮前体的作用。

结论

本研究证实4-HC是一种可持续的、源自植物的免疫诱导剂，它通过保守的信号通路激活烟草的免疫系统以抵抗TMV，凸显了其在环保型病害管理中的潜力。? 2025 化学工业协会。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。