近日,我院青年博士王伟在靶向去甲基化酶杀菌剂研究领域取得系列重要成果,相关成果相继发表于农药化学领域国际顶级期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》与《Pest Management Science》,宁夏大学农学院为两篇论文的第一完成单位及通讯单位。

植物致病真菌造成全球农作物大幅减产,传统化学杀菌剂靶点单一,长期施用易催生真菌抗药性,并引发农药残留、环境污染等问题;麦角甾醇是真菌细胞膜特有关键组分,靶向麦角甾醇生物合成通路研发杀菌剂,有望开发出高选择性、环境友好的作物病害防控药剂。
第一项工作发表于《Journal of Agricultural and Food Chemistry》(中科院大类1区TOP期刊,IF=6.7),论文题目为“Discovery, optimization, and biological evaluation of novel (1,2,4-triazol-1-yl)propan-2-ol derivatives as potent demethylation inhibitors”。团队基于已报道的CYP51/SE抑制剂骨架,设计合成一系列新型(1,2,4-三唑-1-基)丙-2-醇衍生物,筛选获得先导化合物6o。该化合物具备广谱抗真菌活性,对苹果腐烂病菌、立枯丝核菌、新月弯孢菌的EC50分别可达0.25、0.38、0.49 mg/L。在100 mg/L浓度下,化合物6o对苹果腐烂病活体防效达84.6%,与商品化药剂苯醚甲环唑(88.1%)防效接近。机制研究证实,该分子可作用于CYP51与SE双靶点,通过阻断麦角甾醇合成、破坏细胞膜完整性并诱导胞内ROS积累,且对苹果、水稻幼苗生物安全性良好,为作物真菌病害绿色防控提供新型候选化合物。宁夏大学农学院2024级硕士研究生薛建伟为第一作者,王伟博士为通讯作者。
第二项工作发表于《Pest Management Science》(中科院大类1区TOP期刊,IF=4.2),论文题目为“Discovery of natural paeonol derivatives containing diphenyl ether as potent fungicide candidates”。研究选取丹皮酚、二苯醚等天然产物作为先导骨架,采用活性亚结构拼接策略,通过酯键桥联理性设计并合成22个全新2-苯氧基苯甲酸酯衍生物。筛选获得的化合物6r的EC50为3.05 mg/L,抑菌活性是商品化杀菌剂百菌清(EC50=4.75 mg/L)的1.56倍,为先导丹皮酚(EC50=38.99 mg/L)的12.78倍;活体生物测定表明,在3.1 mg/L浓度下,其对小麦赤霉病病原菌禾谷镰孢菌的保护防效达82.0%、治疗防效达64.2%,优于百菌清对应的72.7%和61.4%。机制研究显示,化合物6r能够抑制CYP51活性,阻断麦角甾醇生物合成,破坏真菌细胞膜完整性并诱导胞内活性氧积累。安全性评价表明,该化合物对小麦幼苗几乎无药害,对蜜蜂低毒,环境安全性良好,为小麦赤霉病绿色杀菌剂创制提供了新思路。宁夏大学农学院2024级研究生陈顺柏为本论文第一作者,王伟博士与宁夏师范大学邓化娟副教授为论文共同通讯作者。

两项成果聚焦真菌麦角甾醇生物合成通路,围绕双靶点三唑类衍生物与基于丹皮酚与二苯醚天然骨架的衍生物,开展分子设计、生物活性评价与作用机制解析,丰富了去甲基化酶抑制剂农药先导结构,为果树、粮食作物真菌病害绿色防控提供理论支撑与化学实体。上述研究得到国家自然科学基金(32402423)、宁夏自然科学基金(2024AAC03138)、宁夏重点研发计划(引才专项,2024BEH04128)、宁夏大学校级创新团队(智慧植保与病虫害绿色防控)与宁夏研究生创新项目(CXXM2026008、NXY202621)的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6c05380
https://doi.org/10.1002/ps.71374