从木橘果中提取的呋喃香豆素Heraclenin对草地贪夜蛾的杀虫效应及分子机制研究

为解决化学杀虫剂抗性及环境安全问题，研究人员从木橘果中纯化出呋喃香豆素Heraclenin，系统评估其对入侵性害虫草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)的杀虫活性。研究发现Heraclenin在1000 mg/L浓度下72小时致死率达86.66%，并呈现剂量依赖性拒食效应(93.69%)，通过分子对接证实其与乙酰胆碱酯酶(SfruAchE)稳定结合。ADMET分析显示其具备良好安全性，为开发新型植物源杀虫剂提供了重要依据。

　　

在全球农业面临草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)肆虐的背景下，这种原生于美洲的入侵性害虫已对包括玉米、水稻在内的76科353种作物造成严重危害。传统化学杀虫剂虽能短期控制虫害，却引发环境污染、害虫抗药性及食品安全三重危机。面对这一困境，植物源天然产物因其环境友好、靶标特异和不易诱发抗性等特点，成为可持续害虫防控的新希望。

来自印度传统药用植物木橘(Aegle marmelos)的呋喃香豆素类化合物Heraclenin引起了研究人员的注意。这种分子量286.28 g/mol的活性成分此前已被报道具有抗炎、骨再生等药理活性，但其农业应用价值尚未被发掘。为填补这一空白，研究人员系统探究了Heraclenin对草地贪夜蛾的多维生物活性及其作用机制。

研究采用柱层析法从木橘未成熟果实中纯化Heraclenin，经HPLC验证纯度达99%。通过标准叶盘法进行生物测定，结合分子对接、50 ns分子动力学(MD)模拟及计算机ADMET预测等技术手段，全面解析了该化合物的杀虫机制。

在生物活性方面，研究获得了一系列重要发现：

3.1. 杀虫与拒食效应

Heraclenin展现出显著的浓度依赖性杀虫活性，1000 mg/L处理72小时后幼虫死亡率达86.66%，LC₅₀值为493.23 mg/L。更引人注目的是其强效拒食作用，最高浓度处理组的摄食抑制率高达93.69%，这可能是通过干扰昆虫的化学感受器实现。

3.2. 生长调控作用

亚致死剂量(LC₁₀和LC₃₀)处理显著延缓了幼虫发育进程，使幼虫期延长1天。组织学观察发现，处理组幼虫出现表皮皱缩、消化系统损伤等异常现象，表明Heraclenin可能通过破坏中肠组织结构影响营养吸收。

3.3-3.5. 分子作用机制

通过同源建模构建的草地贪夜蛾乙酰胆碱酯酶(SfruAchE)模型显示，Heraclenin以-8.3 kcal/mol结合能稳定结合于酶活性中心，主要与Tyr121、Trp133等残基形成疏水相互作用。50 ns MD模拟证实复合物RMSD稳定在0.25 nm，结合自由能计算得-21.10±4.35 kcal/mol，证实二者结合具有热力学自发性。

3.6. 安全性评估

计算机ADMET预测显示Heraclenin符合Lipinski五规则(MLogP=1.39，TPSA=65.11 ?²)，生物利用度雷达图显示其具有理想的药物动力学特性。特别值得注意的是，哺乳动物代谢研究表明其可转化为无毒代谢物经尿液排出，这为其安全性提供了双重保障。

这项研究首次系统揭示了Heraclenin作为植物源杀虫剂的多重价值：既能通过神经毒性快速杀灭害虫，又可通过生长调节实现长期防控，其多靶点作用机制大大降低了害虫产生抗性的风险。更重要的是，该化合物对人类及环境的安全性特征，使其有望成为综合害虫治理(IPM)体系中的重要组成部分。未来研究需进一步优化制剂工艺并开展田间试验，以加速其商业化应用进程。论文发表于《Journal of Natural Pesticide Research》，为可持续农业发展提供了创新解决方案。