柑橘渣提取物的代谢物谱及其控制大豆中爪哇根结线虫（Meloidogyne javanica）的潜力

《Crop Design》：Metabolite profile of fractionated Citrus sinensis pomace extract and its potential to control Meloidogyne javanica in soybean

柑橘渣甲醇提取物经不同溶剂分馏后，鉴定出有机酸、黄酮类等41种主要成分。体外实验显示各处理组均显著抑制线虫J2孵化率（最高降幅76.3%），其中HMF和HXF效果最佳。盆栽试验表明种子处理法较沟施法更有效降低大豆根结线虫繁殖系数，证实柑橘渣提取物的生物活性成分对线虫发育具有双重抑制作用。

　　柑橘类植物在农业领域中具有重要价值，尤其是其副产品——柑橘果皮渣（pomace）被越来越多地关注。果皮渣通常是在果汁提取过程中产生的主要残留物，主要由果皮、果肉、果籽和白色果肉（albedo）组成。由于其广泛存在、成本低廉以及富含多种生物活性化合物，柑橘果皮渣被认为是植物病虫害管理中具有潜力的天然资源。特别是，柑橘果皮渣中的某些成分已被证实对植物寄生线虫具有抑制作用，这为开发可持续的农业保护措施提供了新的思路。

植物寄生线虫，如根结线虫（Meloidogyne spp.），是全球农业生产中的重要限制因素之一。这些线虫具有广泛的寄主范围、复杂的管理挑战以及较高的危害潜力，导致每年约800亿美元的经济损失。在大豆（Glycine max L.）种植中，线虫的危害尤为显著，某些情况下可造成高达30%-100%的产量损失。因此，寻找一种既符合环保要求又便于应用于农业系统的新型线虫防治技术显得尤为迫切。

柑橘果皮渣作为工业废弃物，不仅含有丰富的营养成分，还富含多种具有生物活性的次生代谢产物和精油。例如，柑橘果皮渣中的有机酸、黄酮类化合物、酚类化合物、脂类、萜类、氨基酸、核苷和含氮碱基等成分，均显示出对线虫的抑制作用。这些化合物不仅能够直接作用于线虫的卵，阻止其孵化，还能影响线虫的繁殖过程，从而减少其对作物的危害。此外，柑橘果皮渣中的某些成分，如柠檬烯（limonene），已被研究证实具有显著的杀线虫活性，尤其是在体外实验中表现出对线虫幼虫的高致死率。

然而，尽管已有大量研究关注柑橘果皮及其精油对线虫的控制效果，但对柑橘果皮渣这一整体材料的研究仍相对有限。果皮渣作为一种复杂的混合物，包含了多种不同极性的化合物，其生物活性可能比单一成分更为复杂和多样。因此，对柑橘果皮渣进行系统性的化学成分分析，并评估其不同提取物对线虫的控制效果，具有重要的科学意义和应用价值。本研究正是基于这一背景，对柑橘果皮渣的甲醇提取物进行分离，并分析其不同提取物对根结线虫（Meloidogyne javanica）的体外孵化抑制效果以及对大豆植株上线虫繁殖的影响。

在本研究中，研究人员对柑橘果皮渣进行了甲醇提取，并将其分为四个不同的极性组分：正己烷（HXF）、二氯甲烷（DCMF）、乙酸乙酯（EAF）和水-甲醇混合液（HMF）。这些提取物的化学成分通过高分辨率质谱技术进行了详细分析，结果表明，果皮渣提取物中含有多种具有生物活性的化合物，其中有机酸和黄酮类化合物占比较高。此外，研究还发现，不同提取物对线虫的抑制效果存在差异，某些提取物在抑制线虫孵化和繁殖方面表现出更强的活性。

在体外孵化实验中，研究人员测试了新鲜果皮渣、干燥果皮渣以及不同提取物在0.5%、1.0%和1.5%三种浓度下的效果。实验结果显示，所有处理均显著降低了线虫的孵化率，与对照组相比，抑制效果达到69.4%-76.3%。其中，新鲜果皮渣、干燥果皮渣、水-甲醇混合液（HMF）和正己烷（HXF）提取物表现出最佳的抑制效果。这些结果表明，柑橘果皮渣及其不同提取物可能成为一种有效的线虫控制手段。

进一步的体内实验则评估了这些提取物对大豆植株上线虫繁殖的影响。实验采用了两种施用方法：种子处理和沟施（in-furrow application）。结果显示，种子处理方法在抑制线虫繁殖方面优于沟施方法。这可能与种子处理时提取物能够更有效地接触到线虫卵和幼虫有关。此外，实验还发现，某些提取物在抑制线虫繁殖方面表现出更强的效果，尤其是乙酸乙酯（EAF）和二氯甲烷（DCMF）提取物。这表明，不同极性的提取物可能含有不同的生物活性成分，这些成分在抑制线虫繁殖过程中发挥着关键作用。

本研究的发现不仅有助于理解柑橘果皮渣的生物活性成分及其作用机制，也为开发基于柑橘果皮渣的新型线虫防治技术提供了理论依据。由于柑橘果皮渣的来源广泛且成本低廉，将其作为天然杀线虫剂的原料具有显著的经济和生态优势。此外，提取物的化学成分分析为后续研究提供了方向，例如通过进一步分离和纯化这些生物活性成分，可以开发出更高效的线虫防治产品。

巴西是全球最大的柑橘（Citrus sinensis）生产国和橙汁出口国。在橙汁压榨过程中，约50%的果实重量转化为果皮渣，这些果皮渣通常被丢弃或作为农业废弃物处理。然而，果皮渣的资源化利用不仅可以减少环境污染，还能为农业提供可持续的生物活性物质来源。因此，对果皮渣的深入研究具有重要的现实意义。

本研究的另一个重要发现是，柑橘果皮渣提取物在抑制线虫孵化和繁殖方面表现出良好的效果，尤其是在高浓度（1.5%）下。这一结果表明，果皮渣提取物可能在农业中具有实际应用潜力。此外，研究还发现，不同提取物对线虫的抑制效果存在差异，这可能与提取物中所含的化合物种类和浓度有关。因此，未来的研究可以进一步探讨不同提取物中生物活性成分的作用机制，以及如何优化提取条件以提高其杀线虫活性。

总体而言，柑橘果皮渣作为一种丰富的生物活性资源，其在农业中的应用前景广阔。通过系统的化学成分分析和生物活性评估，本研究为柑橘果皮渣的资源化利用提供了科学依据。同时，研究结果也为开发基于天然产物的新型线虫防治技术奠定了基础，有助于推动可持续农业的发展。未来的研究可以进一步探索柑橘果皮渣提取物的规模化生产和应用，以及其在不同作物和环境条件下的效果，以期为农业提供更加环保和高效的线虫防治方案。