大蒜与芥菜生物活性挥发物对赤拟谷盗和米蛾的防控作用：计算机模拟与体外实验的综合分析

为解决化学熏蒸剂对环境和健康的危害问题，印度农业研究所团队通过GC-MS分析和分子对接技术，评估了Allium sativum（GEO）与Brassica juncea（MEO）挥发油对Tribolium castaneum和Corcyra cephalonica的熏蒸毒性。研究发现GEO（LC50 1.05 μL/L）和MEO（含78-93% 2-戊烯腈）分别通过抑制AANAT（-16.06 kcal/mol）和JHE（-15.87 kcal/mol）靶点展现高效杀虫活性，为绿色储粮害虫防控提供新策略。

　　

全球粮食安全正面临储粮害虫的严峻挑战。赤拟谷盗（Tribolium castaneum）和米蛾（Corcyra cephalonica）等害虫每年导致约17%的粮食损失，传统化学熏蒸剂虽有效却引发环境和健康风险。在这一背景下，印度农业研究所的研究团队将目光投向植物源挥发油（VOs），探索其作为环保型替代方案的潜力。

该研究聚焦大蒜（Allium sativum, GEO）和四个品种芥菜（Brassica juncea, MEO）的挥发油，通过计算机模拟（in-silico）与体外实验（in-vitro）相结合的策略，系统评估其对两种害虫的熏蒸毒性。研究团队采用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）解析挥发油成分，并运用分子对接技术阐明其作用机制。

关键实验技术
研究通过GC-MS分析挥发油化学成分；采用熏蒸生物测定法计算半数致死浓度（LC₅₀）；利用AutoDock工具进行分子对接，评估活性成分与害虫靶标酶（AANAT和JHE）的结合能；实验对象为印度农业研究所培育的四个芥菜品种（PM28、PM30、PJ、PK）种子提取物。

挥发油成分分析
GC-MS结果显示，GEO主要含二烯丙基二硫醚（62.02±2.48%）和烯丙基单硫醚（36.84±2.64%），而MEO中2-戊烯腈含量高达78.23-92.99%，并检测到微量异硫氰酸烯丙酯（AITC）。Myrtus communis油（McEO）以α-蒎烯（48.21%）和1,8-桉叶素（26.86%）为主，Citrus sinensis油（CsEO）则富含l-柠檬烯（92.27%）。

熏蒸毒性等级
对赤拟谷盗成虫的毒性依次为：GEO（LC₅₀ 1.05 μL/L）>MEO（4.90-20.27 μL/L）>CsEO（11.92 μL/L）>McEO（28.10 μL/L）。对米蛾幼虫则表现为MEO（9.52-21.55 μL/L）>GEO（29.16 μL/L）>McEO（33.76 μL/L）>CsEO（41.47 μL/L），其中PJ-MEO品种效果最佳。

分子机制解析
计算机模拟揭示：AITC通过与赤拟谷盗AANAT形成氢键、π-硫和烷基相互作用（-16.06 kcal/mol）；2-戊烯腈则结合米蛾JHE的活性位点（-15.87 kcal/mol），干扰保幼激素代谢。l-柠檬烯对AANAT（-14.87 kcal/mol）的抑制作用解释了CsEO的毒性。

这项发表于《Journal of Stored Products Research》的研究，首次证实MEO中2-戊烯腈与GEO硫化物可通过多靶点作用实现高效杀虫。其意义在于：1）建立挥发油成分-靶点互作模型，为精准设计植物源农药提供依据；2）开发出比传统熏蒸剂更安全的替代方案（GEO毒性为磷化氢的1/3）；3）为印度本土作物（芥菜品种）的高值化利用开辟新途径。研究团队建议将GEO与MEO复配，以扩大杀虫谱并延缓抗性产生。