阿米芹甲醇提取物作为番茄花叶病毒生物防治剂的抗病毒机制与田间应用潜力研究

本研究针对番茄花叶病毒(ToMV)传统防治手段的局限性，首次系统评估了阿米芹(Ammi visnaga)种子甲醇提取物(MKSE)的抗病毒效能。通过剂量效应分析和PR-2基因调控机制解析，发现30μg/mL MKSE可显著抑制病毒复制(88.82%)和细胞间移动(PR-2下调25倍)，为植物病毒防控提供了新型生态制剂候选。

　　

在植物病毒防治领域，番茄花叶病毒(Tobamovirus tomatotessellati, ToMV)一直是困扰全球农业的顽固病原体。这种具有300纳米棒状结构的病毒能侵染66科900余种植物，尤其对番茄、辣椒等茄科作物造成毁灭性打击——叶片皱缩、果实畸形，严重时可导致作物绝收。更棘手的是，ToMV通过机械传播快速扩散，传统化学药剂对其高遗传变异性束手无策。面对这一困境，科学家们将目光转向了植物源抗病毒物质，而埃及本土药用植物阿米芹(Ammi visnaga)的潜在价值尚未被发掘。

这项发表在《European Journal of Plant Pathology》的研究，首次揭示了阿米芹种子甲醇提取物(MKSE)对抗ToMV的双重机制。研究团队采用Datura metel作为实验宿主，通过GC-MS分析确认MKSE主要活性成分为Visnagin、Khellin等呋喃色酮类化合物。关键技术包括：1)局部病斑定量法评估剂量效应；2)接种时序实验(接种前24小时处理/接种后处理/同步处理)解析作用机制；3)qRT-PCR检测PR-2(β-1,3-glucanase)基因表达；4)ELISA验证病毒抑制效果。

【研究结果】

1. 1.

   安全性评估：MKSE在10-30μg/mL浓度下对宿主植物无显著毒性(<20%毒性率)，而40-50μg/mL则引发叶片萎蔫等严重损伤。

1. 1.

   剂量效应：MKSE呈现浓度依赖性抑制，10μg/mL抑制率66.82%，30μg/mL达85.64%。病斑形态学分析显示，处理组病斑伴随坏死晕圈，表明激活了植物防御反应。

2. 2.

   作用机制：

   • •

     同步处理展现最强病毒灭活效果(85.29%)，提示MKSE可直接破坏病毒颗粒

   • •

     接种后处理抑制复制效率达88.82%，优于接种前处理(81.76%)

   • •

     PR-2基因表达分析揭示关键发现：ToMV感染使PR-2上调59.1倍，而MKSE处理使其下调至24.76-26.17倍，维持胞间连丝胼胝质沉积从而阻碍病毒移动

【结论与意义】

该研究首次阐明A. visnaga通过双重途径对抗植物病毒：既直接灭活病毒颗粒，又通过调控PR-2通路限制细胞间传播。这种"阻断-围剿"策略突破了传统单靶点抑制的局限，尤其PR-2调控机制的发现为植物抗病毒育种提供了新靶点。研究团队建议后续重点开展：1)活性成分(如Visnagin)单体制备；2)纳米制剂开发提升叶面吸附率；3)大田验证。这项来自埃及苏伊士运河大学Nashwa Harb团队的研究，为减少化学农药依赖提供了符合欧盟标准的生态解决方案，对保障全球粮食安全具有重要实践价值。