《Physiological and Molecular Plant Pathology》：Identification of lead plant-origin nematicidal compounds against Meloidogyne enterolobii through integrated in vitro, in vivo, and in silico approaches
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Narmadha Kamaraj | Seenivasan Nagachandrabose | Sathyamoorthy Pon | Devrajan Kandasamy | Senthil Kuppusamy | Raja Kalimuthu
印度泰米尔纳德邦农业大学线虫学系
Narmadha Kamaraj | Seenivasan Nagachandrabose | Sathyamoorthy Pon | Devrajan Kandasamy | Senthil Kuppusamy | Raja Kalimuthu
印度泰米尔纳德邦农业大学线虫学系，哥印拜陀 641003
摘要
本研究使用综合的体外（in vitro）、温室（glasshouse）和计算机模拟（in silico）方法，评估了16种植物源生物活性化合物（POBCs）对根结线虫Meloidogyne enterolobii的生物效力和作用机制。在测试的化合物中，异硫氰酸酯（烯丙基异硫氰酸酯和2-苯基乙基异硫氰酸酯）以及芳香醛（苯甲醛、肉桂醛、对茴香醛和反式肉桂醛）表现出最高的杀线虫潜力，在0.5 mg/mL浓度下24小时内可达到100%的J2幼虫死亡率，并在72小时内抑制84–100%的卵孵化。不同化合物的致死浓度（LC50）差异很大（1.1–2466.0 μg/mL），其中异硫氰酸酯和醛类具有最强的毒性（1.1–39.0 μg/mL），而脂肪酸的效果相对较弱（1236.4–2466.0 μg/mL）。经处理的J2幼虫的显微形态学分析显示明显的改变，包括透明度的丧失、身体姿态的伸直以及肠道内空泡化，这表明细胞发生了死亡，尤其是对异硫氰酸酯、醛类和丁香酚的反应。直接和间接生物测定均证实，异硫氰酸酯和醛类具有强烈的接触毒性和熏蒸作用。在温室条件下，土壤浸泡处理（0.5 mg/mL）显著减少了线虫侵染，包括卵的产生（71.7–91.9%）、每根根系中的成虫雌性数量（53.9–93.6%）以及土壤中的J2幼虫数量（61.1–87.4%），同时降低了根结指数（1.6–2.6）。针对M. enterolobii的关键蛋白质靶点（Cbp-1、CM、Col-1、Msp-1和TCTP）的分子对接分析显示结合能较低（–4.2至–8.5 kcal/mol），表明其作用机制可能涉及多个靶点。总体而言，这些结果表明异硫氰酸酯（烯丙基异硫氰酸酯和2-苯基乙基异硫氰酸酯）和芳香醛（苯甲醛、肉桂醛、对茴香醛和反式肉桂醛）是开发环保型杀线虫剂的有希望的候选物质。需要进一步的研究来进行生化验证、配方优化和田间效果评估。
章节片段
引言
植物寄生线虫是全球最具经济破坏性的病原体之一，对农业和园艺作物造成严重的产量和质量损失。其中，根结线虫（Meloidogyne属）因其广泛的宿主范围（>5,500种植物）和高效的寄生能力而被认为最具破坏性（Mantelin等人，2017年；Nagachandrabose和Baidoo，2018年）。目前已描述了大约100种根结线虫，其中M. incognita...
Meloidogyne enterolobii纯培养
从印度泰米尔纳德邦哥印拜陀Perur村（11.017°N, 76.958°E）的农民田地中收集了受感染的番石榴根。将这些根在自来水下彻底冲洗以去除土壤颗粒。收集到一个M. enterolobii卵团，并在含有无菌水的培养皿中于室温（26 ± 2°C，80%相对湿度）下培养三天以孵化。新孵化的第二阶段幼虫（J2）被接种到30天大的PKM-1番茄品种幼苗中...
根据形态学和分子证据，确认该物种为M. enterolobii。其背部角质层结构具有中等至较高的背弓、圆形方块状外观以及明显的条纹，这与先前的描述一致（Yang和Eisenback，1983年；Khan等人，2017年）（图1）。分子分析进一步支持了这一鉴定结果，18S rRNA序列与NCBI GenBank数据库中的M. enterolobii参考序列具有超过98%的相似性...
近年来，植物源生物活性化合物（POBCs）作为合成杀线虫剂的环保替代品受到了广泛关注（Kamaraj等人，2025年）。然而，它们的效力通常具有物种特异性，并受化学成分和环境因素的影响。本研究评估了16种不同化学类别的POBCs（包括异硫氰酸酯、醛类、苯丙素类、萜类和脂肪酸）对M. enterolobii的效力...
本研究提供了一个综合框架，用于识别对M. enterolobii有效的植物源杀线虫化合物。结果表明，异硫氰酸酯（烯丙基异硫氰酸酯和2-苯基乙基异硫氰酸酯）和芳香醛（苯甲醛、肉桂醛、对茴香醛和反式肉桂醛）是对M. enterolobii最有效的POBCs，具有较强的杀线虫、杀卵和熏蒸作用，这一结论得到了体外、温室实验的支持...
Devrajan Kandasamy：可视化、监督。Sathyamoorthy Pon：可视化、方法学研究。Seenivasan Nagachandrabose：写作与编辑、监督、项目管理、方法学研究、概念构思。Narmadha Kamaraj：写作与编辑、初稿撰写、软件使用、方法学研究、数据管理。Raja Kalimuthu：可视化。Senthil Kuppusamy：可视化、方法学研究。
Almeida等人，2022年；Hussey和Barker，1973年；Hashim等人，2025年；Joyce等人，1994年；Khan等人，2019年；Liu等人，2014年；HaiBo等人，2017年；Mantelin等人，2016年；Nagachandrabose和Baidoo，2017年；Nagachandrabose等人，2024年；Rashidifard等人，2021年；Showler和Harlien，2018年；Silva等人，2017年；Watson，2022年。
作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。
所有作者声明进行本研究未获得任何资助。我们衷心感谢印度泰米尔纳德邦哥印拜陀泰米尔纳德农业大学线虫学系的支持。
