莲（Nelumbo nucifera）源几丁质酶的结构信息学分析及其对棉铃虫（Helicoverpa armigera）的杀虫活性研究

棉铃虫（Helicoverpa armigera）造成严重农业损失，化学农药弊端凸显。研究人员开展莲（Nelumbo nucifera）几丁质酶（NnChi）杀虫潜力研究，发现其对棉铃虫幼虫有显著致死作用，相关参数呈浓度依赖性变化，为生物农药研发提供新方向。

　　棉铃虫（Helicoverpa armigera）是一种全球分布的鳞翅目害虫，每年造成的农业损失估计超过 50 亿美元。尽管化学农药仍是主要防治策略，但其长期使用导致严重的环境污染、广泛的杀虫剂抗性发展以及非靶标生物毒性。这些局限性凸显了对植物源生物农药的迫切需求，这类农药需具备靶标特异性、环境可降解性以及可持续害虫管理解决方案且不促进抗性发展。在此，研究通过结构信息学和体内杀虫生物测定阐明了莲（Nelumbo nucifera）几丁质酶（NnChi）对棉铃虫（H. armigera）的杀虫潜力。SDS-PAGE 显示一条约 32 kDa 的单一条带，LC-MS/MS 分析显示一个 10 个氨基酸的片段与芒果（Mangifera indica）19 家族 I 类几丁质酶具有 100% 的同一性。NnChi 预测结构显示其通过连接区连接的两个结构域（ChB D、Cat D），这两个结构域与 (GlcNAc)₄的对接分析显示结合亲和力分别为?5.6 kcal/mol 和?7.0 kcal/mol。100 纳秒的分子动力学（MD）模拟显示，ChB D 的 4 个残基（RQCR）和 Cat D 的 4 个残基（NRIP）参与了与 (GlcNAc)₄的结合。据了解，这是首次通过模拟研究报道两个结构域（ChB D 和 Cat D）与 (GlcNAc)₄的分子相互作用。这些计算结果通过杀虫试验进一步验证。在 15 μg/g NnChi 处理下，观察到 3^rd–6^th龄期棉铃虫幼虫显著死亡。在生命周期参数中，与对照相比，幼虫和蛹的持续时间、成虫羽化、幼虫和蛹的体重均呈浓度依赖性显著降低。综合结构 - 功能表征表明，NnChi 对棉铃虫（Helicoverpa armigera）表现出显著的杀虫活性。这些发现确立了 NnChi 作为有前途的生物农药候选物，值得进一步研究。