黄酮类化合物是一类多酚类次生代谢产物，在植物中可作为信号分子、拮抗化合物、植物抗毒素、解毒剂和抗菌防御化合物等。水稻作为我国主要的粮食作物，在生产过程中会遭受多种病害，其中稻瘟菌侵染引发的稻瘟病是影响水稻产量、质量的最严重病害。目前，橘皮素作为一种黄酮类植物源农药是否能抑制水稻稻瘟病，以及其作用机理尚无研究报道。

　　JIPB近日在线发表了华南农业大学群体微生物研究中心邓懿祯课题组与新加坡淡马锡生命科学研究院Naweed Isaak Naqvi教授课题组合作完成的题为tangeretin inhibits fungal ferroptosis to suppress rice blast的研究论文。该研究发现稻瘟病菌烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶（NOXs）引起的膜脂过氧化可能受到橘皮素的抑制，因此橘皮素能显著的延缓稻瘟病菌附着胞的形成、干扰分生孢子发育过程中关键的程序性死亡（铁死亡），从而抑制水稻叶片病斑的产生（图1）。

图 1  橘皮素调控稻瘟病菌致病力的机制

　　图1中（A）橘皮素抗稻瘟病田间防效测试，上：育苗圃（拍摄于种植后第30 d；施用橘皮素1周后）；下：小区（拍摄于移栽后第35 d；施用橘皮素2周后）。（B）橘皮素抑制附着胞形成过程中分生孢子脂质过氧化，荧光染料C11-BODIPY581/591用于显示细胞内脂质过氧化状态：绿色荧光为过氧化脂质，红色荧光为非氧化状态脂质。橘皮素在分生孢子发育起始（0 h）或萌发后（4 h）施用，均能有效抑制分生孢子脂质过氧化。（C）橘皮素抑制附着胞形成过程中分生孢子的程序性死亡，示意图为用H1-GFP标记细胞核的菌株检测分生孢子全部死亡、1～2个分生孢子存活、分生孢子全部存活、分生孢子与附着胞全部死亡等状态；柱状图显示依据示意图的情况分类，橘皮素处理（左）显著增加分生孢子的存活率（%），即抑制分生孢子程序性死亡，其效果与已知的铁死亡抑制剂Lip-1（右）处理类似。显微镜图片显示橘皮素处理下，分生孢子细胞核（H1-GFP）在诱导附着胞形成24 h后仍存活，对比溶剂对照（甲醇），分生孢子死亡受到抑制。

　　邓懿祯课题组研究发现橘皮素在大田试验中具有显著的防控稻瘟病效果，并进一步研究了其作用机制。通过荧光染色剂C11-BODIPY检测稻瘟病菌分生孢子细胞内脂质氧化，显示橘皮素处理能显著降低分生孢子脂质氧化程度，橘皮素处理可抑制分生孢子在致病发育过程中关键的铁死亡，推测橘皮素通过抑制铁死亡而降低稻瘟病菌的致病能力。NADPH氧化酶编码基因NOX1或NOX2促进稻瘟病菌的脂质过氧化。NOX1或NOX2的过表达菌株对于橘皮素处理敏感性降低，提示NOX介导的脂质过氧化可能是橘皮素调控稻瘟病菌氧化还原信号和铁死亡的靶点。该研究揭示了橘皮素作为植物源真菌铁死亡抑制剂，具有开发为绿色高效的新型稻瘟病防控药剂的潜力。

　　邓懿祯课题组近年来在稻瘟病菌的自噬及致病性研究中取得了一系列进展，揭示了细胞自噬与蛋白乙酰化酶Gcn5协同调控稻瘟病菌细胞分化与致病性；报道了自噬依赖的真菌铁死亡现象及其生理功能。本论文进一步揭示真菌铁死亡有可能作为病害防控的靶标，为研发新型可持续防控药剂奠定理论与应用基础。

　　博士后梁美玲、中级工程师叶慧娟和博士后沈清为该论文的共同第一作者，张炼辉教授、Naweed Isaak Naqvi教授和邓懿祯研究员为共同通信作者。阳江市农业科学研究所的姜先芽高级农艺师和华南农业大学的谷文祥教授也参与了该项研究工作。该研究得到了国家自然科学基金和博士后科学基金的资助。       （来源：JIPB）

农药快讯, 2021 (13): 6-7.