挥发性萜类化合物对杂草的剂量依赖性除草效应及分子机制研究

为解决化学除草剂的环境风险问题，研究人员开展了一项关于四种挥发性萜类化合物（1,8-桉叶素、柠檬醛、薄荷酮和香叶醇）对藜（Chenopodium murale）和绿苋（Amaranthus viridis）的除草潜力研究。结果显示，这些化合物通过剂量依赖性方式显著抑制种子萌发和幼苗生长，其中香叶醇对藜的抑制作用最强（IC50低至2.25 mg/L）。分子动力学模拟证实其作为TIR1受体拮抗剂靶向生长素通路，为开发新型天然除草剂提供了理论依据。

　　

这项研究揭示了四种挥发性萜类物质的除草效能与分子作用机制。1,8-桉叶素(1,8-cineole)和柠檬醛(citral)表现出强烈的剂量依赖性抑制作用，尤其对藜(C. murale)的种子萌发和根茎生长抑制效果显著，其敏感性高于绿苋(A. viridis)。香叶醇(geraniol)展现出对藜的惊人效力，种子萌发、茎生长和根生长的半抑制浓度(IC₅₀)分别仅为2.25、2.27和7.10 mg/L。而薄荷酮(menthone)则对绿苋更具针对性，对应IC₅₀值为31.50、27.24和19.81 mg/L。

通过分子动力学模拟和分子力学广义波恩表面积(MMGBSA)计算，研究团队首次证实这些萜类化合物能够作为运输抑制响应蛋白1(TIR1)的拮抗剂，通过干扰生长素信号通路发挥除草作用。这一发现不仅阐明了天然产物的作用靶点，更为开发环境友好型除草剂提供了新思路——毕竟谁不喜欢既能精准除草又不会污染土壤的"绿色武器"呢？当然，这些"植物化学武器"的生态安全性还需要进一步评估，但这项研究无疑为可持续农业打开了崭新的大门。