从内生细菌Streptomyces sp. AN140557中发现了一种名为murayaquinone的化合物，该化合物对松木线虫（Bursaphelenchus xylophilus）具有显著的抑制作用

《Pest Management Science》：Discovery of murayaquinone from an endophytic bacterium Streptomyces sp.AN140557 as a potent inhibitor of the pine wood nematode, Bursaphelenchus xylophilus

松材线虫（Bursaphelenchus xylophilus）是松材 wilt 病（PWD）的主要病原体，传统化学农药存在毒性大、易产生抗药性等问题。本研究从韩国松（Pinus koraiensis）中分离出30株内生放线菌，发现Streptomyces sp. AN140557产生的murayaquinone对PWN具有显著剂量依赖性杀灭活性（25 μM时致死率100%），同时抑制虫卵孵化。体外实验显示murayaquinone对其他四种植物寄生线虫（Meloidogyne incognita、Ditylenchus destructor、Aphelenchoides subtenuis、Heterodera trifolii）也有效。温室试验证实，murayaquinone（18 mg/mL）能有效抑制5年生日本黑松（Pinus thunbergii）的松材线虫病发生，且无植物毒性。该化合物通过独特的9,10-苯并蒽醌结构产生杀线虫作用，可能为生物防治提供新策略。

　　近年来，随着全球森林生态系统面临越来越多的威胁，植物病害的防控成为科研与林业管理的重要课题。其中，松材线虫病（Pine Wilt Disease, PWD）作为一种由松材线虫（Pine Wood Nematode, PWN）引发的严重病害，对松树的生长和存活率造成极大影响。该病害不仅破坏森林的生态平衡，还带来巨大的经济损失，因此，寻找安全、高效且可持续的防控手段成为迫切需求。传统的化学防治方法虽然在短期内有效，但其潜在的生态风险、对非目标生物的毒性以及长期使用导致的抗药性问题，促使科研人员不断探索更环保的替代方案。

在这一背景下，植物内生菌（endophytes）因其能够产生多种生物活性物质而受到广泛关注。内生菌是指寄生于植物内部组织中，但不引起宿主明显病变的微生物。这些微生物在植物生长、抗逆性提升以及病害防控方面展现出巨大潜力。特别是放线菌（actinomycetes），它们不仅在自然生态系统中扮演重要角色，还被证实能够产生多种具有抗病能力的次级代谢产物。因此，利用放线菌作为生物防治手段，成为研究的热点。

本研究聚焦于从中国东北地区常见的红松（Pinus koraiensis）中分离的30种放线菌，评估其对松材线虫的抑制效果。通过筛选，发现其中一种放线菌菌株AN140557展现出显著的线虫毒杀活性。进一步的分离与纯化工作表明，该菌株产生的活性物质——**Murayaquinone**，在不同浓度下对松材线虫的幼虫和成虫均表现出良好的抑制效果。具体而言，在25 μM的浓度下，Murayaquinone能够实现100%的线虫死亡率，同时有效抑制其卵的孵化率。这一发现不仅验证了Murayaquinone的线虫毒杀潜力，也表明其可能成为一种新型的生物防治剂。

Murayaquinone的结构分析表明，它是一种具有独特三环核心结构的芳香族聚酮类化合物。这种结构使其在生物合成研究中具有重要价值，同时也为其在不同环境中的潜在应用提供了理论依据。与传统化学杀虫剂如阿维菌素（abamectin）相比，Murayaquinone的毒性较低，对环境的影响相对较小。此外，其作用机制不同于阿维菌素，后者主要通过抑制谷氨酸门控氯离子通道，而Murayaquinone可能通过诱导氧化应激、干扰线虫线粒体功能或破坏其表皮结构发挥作用。这种不同的作用方式，为开发新型线虫防治剂提供了新的思路，同时也降低了因长期使用导致抗药性产生的可能性。

为了验证Murayaquinone在实际应用中的效果，研究团队在温室条件下进行了盆栽试验。实验结果显示，将Murayaquinone以18 mg/mL的浓度注入5年生的日本黑松（Pinus thunbergii）树干后，能够有效抑制松材线虫病的爆发。在试验的30天内，未观察到明显的植物毒性，这表明该化合物在实际应用中具有较高的安全性。进一步的观察发现，随着Murayaquinone浓度的增加，松材线虫病的发病率显著降低，其中最高浓度（18 mg/mL）实现了100%的防护效果。这一结果不仅证明了Murayaquinone在实验室条件下的有效性，也初步展示了其在田间环境中的应用前景。

然而，尽管Murayaquinone展现出良好的毒杀效果，其实际应用仍面临一些挑战。首先，该化合物的使用浓度较高（18 mg/mL），可能影响其在大规模应用中的经济可行性。其次，其在自然环境中的稳定性、降解速率以及对非目标生物的影响，仍需进一步研究。此外，不同树种、不同生长阶段以及环境因素（如土壤pH、紫外线强度等）可能对Murayaquinone的效力产生影响，因此需要更广泛的实验验证。同时，Murayaquinone的广谱活性虽然表明其对多种植物寄生线虫有效，但具体作用机制仍需深入探讨，以便开发更高效、更安全的改良产品。

在实际应用中，Murayaquinone可能成为综合害虫管理体系（Integrated Pest Management, IPM）的重要组成部分。IPM强调通过多种手段协同控制害虫，包括化学防治、生物防治、物理方法以及生态管理等。Murayaquinone的微生物来源，使其具备较好的生物降解性，这有助于减少对环境的长期影响。此外，其对线虫的广谱活性，使得它在控制多种植物寄生线虫方面具有应用潜力。在实际推广过程中，可以考虑与其他有益微生物或植物抗性诱导剂结合使用，以实现更高效的协同作用。

此外，Murayaquinone的发现也揭示了植物内生菌在生态调控中的重要作用。植物内部的微生物群落不仅影响植物的生长发育，还在抵御病原体和害虫方面发挥关键作用。许多内生菌能够产生具有抗病活性的化合物，如抗菌、抗真菌和抗线虫物质。这些物质可能在植物与环境之间的复杂相互作用中起到重要作用。因此，研究植物内生菌的代谢产物，不仅有助于开发新型生物防治剂，也能够加深对植物防御机制的理解，为未来的生态农业提供理论支持。

从长远来看，Murayaquinone的开发和应用需要多方面的研究支持。首先，需要明确其作用机制，包括其对线虫生理过程的具体影响，如氧化应激、线粒体功能障碍等。其次，应进一步研究其在不同环境条件下的稳定性与生物降解性，以确保其在实际应用中的安全性和可持续性。此外，还需要探索其在不同树种和不同生长阶段的适用性，以及是否能够与其他生物防治手段协同作用。最后，大规模田间试验和环境风险评估将是实现其实际应用的关键步骤。

本研究的成果不仅为松材线虫病的防控提供了新的方向，也为其他植物病害的生物防治提供了参考。随着对植物内生菌研究的深入，未来有望发现更多具有生物活性的化合物，为生态农业和可持续林业发展提供更丰富的资源。Murayaquinone的发现，标志着生物防治技术在防治线虫病害方面取得了一项重要进展，同时也为开发新型环保型杀虫剂提供了可能的突破口。