双功能小檗碱-厚朴酚共组装纳米颗粒抑制禾谷镰刀菌生长及毒素合成机制研究

针对禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）耐药性及脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）污染难题，研究人员通过传统中药配伍原理开发了无表面活性剂的小檗碱（BBR）-厚朴酚（MN）共组装纳米颗粒（B-M NPs）。该纳米颗粒通过破坏细胞膜（EC50=7.0 μg/mL）、下调麦角固醇合成基因（ERG1/ERG3）和毒素基因（TRI5/TRI6/TRI10），实现多靶点抑菌和DON减产84.8%，为绿色抗真菌剂研发提供新策略。

　　

禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）是小麦赤霉病的主要病原体，不仅造成作物减产30-50%，其产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）更因耐高温特性长期污染粮食，威胁人类健康。尽管三唑类杀菌剂沿用半个世纪，但单一靶点（CYP51）用药导致耐药菌株激增。传统中药配伍中，黄连（含小檗碱BBR）与厚朴（含厚朴酚MN）的"君臣佐使"协同效应引人注目——BBR可破坏真菌细胞壁，MN则抑制毒素基因TRI5，但二者联用对抗禾谷镰刀菌的机制尚属空白。

中国某研究团队在《Pesticide Biochemistry and Physiology》发表研究，首次通过分子动力学模拟发现BBR（含苯并喹啉基团）与MN（含酚羟基）能自发形成稳定纳米颗粒（B-M NPs）。这种无表面活性剂的共组装体系粒径为112.3 nm，Zeta电位+35.6 mV，通过π-π堆叠和氢键维持结构。实验显示B-M NPs对禾谷镰刀菌的EC₅₀低至7.0 μg/mL，且对镰刀菌属（Fusarium）、灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）等具有广谱活性。

关键实验技术
研究采用分子动力学模拟预测分子自组装行为，通过溶剂置换法制备纳米颗粒，利用扫描电镜（SEM）和动态光散射（DLS）表征形貌；采用电导率实验和荧光染色（PI/CFW）检测膜损伤；RT-qPCR分析ERG1/ERG3（麦角固醇合成）和TRI5/TRI6/TRI10（DON合成）基因表达；小麦胚芽鞘模型评估体内效果。

分子模拟引导的B-M NPs构建
模拟显示体系回转半径（Rg）在20 ns后稳定于3.0 nm，溶剂可及表面积（SASA）降低证实紧密结构形成。傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实BBR的C=N键与MN的OH基形成氢键，X射线衍射（XRD）证明结晶度改变。

多路径抑菌机制解析
SEM观察到菌丝表面塌陷和孔洞，电导率升高3.2倍表明膜通透性改变。ERG1/ERG3表达下调62%/58%，但CYP51未受影响，证实其区别于三唑类的作用靶点。TRI5/TRI6/TRI10转录水平降低71-83%，解释DON减产机制。

田间应用潜力验证
小麦胚芽鞘实验中，B-M NPs使病斑缩小84.8%，DON含量下降91.2%。蚕豆根尖实验显示无基因毒性，且对小麦株高、根长无抑制，符合绿色农药标准。

该研究突破传统单一靶点限制，通过天然化合物共组装实现"膜破坏-代谢干扰"双重打击，尤其对耐药菌株有效。B-M NPs的制备摒弃合成表面活性剂，其环境友好特性与我国农药减量政策高度契合。未来或可拓展至产后粮食防霉领域，为从源头控制DON污染提供创新解决方案。