《Physiological and Molecular Plant Pathology》：Antifungal activity and mechanisms of honokiol against
Fusarium fujikuroi, the Chinese yew leaf blight pathogen
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中国=yew叶枯病致病菌尖孢镰刀菌的厚朴酚抑制效应及作用机制研究。通过体外药效测试发现厚朴酚对F. fujikuroi的EC50值为21.24±1.33 μg/mL，显著低于其他7种植化物。其作用机制包括破坏细胞膜完整性（10.62 μg/mL时即显效）、诱导ROS积累及增强β-1,3-葡聚糖酶活性，同时抑制菌丝生长和孢子萌发。该研究首次系统阐明厚朴酚通过多靶点协同作用抑制F. fujikuroi的分子机制，为开发环保型抗真菌策略提供新依据。
蒋玉玲|姚查尔斯·梅托|阿米尔·汗|郭振祥|胡安龙
贵州大学农学院植物保护系，中国贵州贵阳550025
摘要
中国红豆杉（Taxus chinensis）是一种具有重要药用和观赏价值的植物，但由于Fusarium fujikuroi引起的叶枯病，其产量和品质大幅下降。本研究筛选了七种植物化合物对F. fujikuroi的杀菌活性，结果表明霍诺奇奥尔（honokiol）具有最显著的抑制作用，其最低EC50值为21.24 ± 1.33 μg/mL。在10.62 μg/mL浓度下，霍诺奇奥尔破坏了细胞膜的完整性；在21.24 μg/mL浓度下，这种效应更为明显。霍诺奇奥尔通过增加细胞膜的通透性和核酸及蛋白质的泄漏，并通过提高几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性间接破坏了细胞壁的完整性。F. fujikuroi的分生孢子在霍诺奇奥尔处理后颜色变深，隔膜破裂，存活率降低。使用DCFH-DA检测活性氧（ROS）的结果表明，10.62、21.24和31.86 μg/mL浓度的霍诺奇奥尔能够诱导F. fujikuroi菌丝体中的ROS生成。qRT-PCR分析显示，霍诺奇奥尔处理后F. fujikuroi中的几丁质酶表达量呈剂量依赖性变化。总体而言，霍诺奇奥尔为可持续农业中中国红豆杉叶枯病的综合治理提供了一种有前景且环保的策略。
引言
中国红豆杉（T. chinensis）是一种高大的常绿树，分布于中国东南部，因其树皮、枝条和叶子中含有紫杉醇（paclitaxel）而闻名，紫杉醇是一种具有独特生理作用的天然抗癌药物[1]、[2]。在过去二十年里，中国已有17个省份广泛种植这种植物[3]、[4]、[5]。中国红豆杉提取物还表现出抗氧化、抗菌和抗炎作用，多项研究表明其具有心脏保护和神经保护作用[6]、[7]。中国红豆杉果实提取物可影响胰岛素生成、氧化应激、神经元凋亡和细胞凋亡以及炎症反应[8]。制药和中药行业对这种植物依赖性很强，全球对其的高需求推动了中国各地苗圃的广泛种植[9]、[10]。随着中国红豆杉种植业的发展，近年来出现了一些新的病害，这些病害对红豆杉种植构成了严重威胁[4]。已鉴定出多种真菌病原体作为中国红豆杉病害的致病因子，包括由Colletotrichum gloeosporioides引起的炭疽病[11]，以及由Neopestalotiopsis clavispora和Pestalotiopsis affinis引起的针叶斑病[12]、[13]。真菌感染会损害植物，降低产量和价值，并导致采后损失，从而对农作物造成严重破坏[14]。属于F. fujikuroi复合体（FFSC）的F. fujikuroi是中国红豆杉叶枯病的主要致病菌[15]。这种病原体会显著降低植物的观赏和药用价值，在受影响地区，产量可减少30%，尤其是在四川省[15]。
目前，针对Fusarium引起的病害，传统的管理方法主要依赖合成杀菌剂，如三唑类和戊唑醇类[16]。过度使用这些杀菌剂导致了真菌抗性的产生、环境污染以及对有益细菌的负面影响。三唑类杀菌剂具有毒性，包括肝毒性和致癌性。相比之下，霍诺奇奥尔是一种生物杀菌剂，安全无害，对人类和生态环境的影响较小[17]。由于以往的应用和日益增加的科学认可度，植物化合物被视为一种潜在的替代品。这些化学物质的作用机制主要是通过削弱病原体细胞膜的结构完整性或阻断其毒素的产生和激活来抑制生长并防止疾病传播[18]、[19]。霍诺奇奥尔是从Magnolia officinalis树皮中提取的一种双酚类木脂素[20]，具有广谱抗菌活性，对F. solani、F. oxysporum、Aspergillus flavus和Penicillium expansum等病原体具有强效的抗菌效果[21]、[22]。尽管多项研究表明霍诺奇奥尔对F. oxysporum、F. solani和Aspergillus具有抗菌活性[21]、[22]，但其对F. fujikuroi（中国红豆杉叶枯病的新致病菌）的活性尚未得到研究。本研究将霍诺奇奥尔的抗菌谱扩展到了F. fujikuroi，并揭示了其对这种具有重要农业意义的真菌的作用机制，包括抑制孢子萌发、菌丝生长和麦角甾醇生物合成，以及诱导线粒体功能障碍和活性氧的产生及真菌凋亡[23]。此外，霍诺奇奥尔还具有抗炎作用，可减少真菌感染对宿主组织的破坏[24]。
本研究旨在探讨霍诺奇奥尔对F. fujikuroi的抑制作用及其对细胞壁和细胞膜完整性的影响，同时比较了几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶表达水平的变化，并评估了霍诺奇奥尔在病害控制中的可持续性。选择几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶作为研究指标是因为几丁质和β-1,3-葡聚糖是真菌细胞壁的主要结构多糖。这些酶可作为细胞壁应激的标志物，用于评估霍诺奇奥尔对真菌完整性的影响。虽然它们对其他酶没有直接的调节作用，但它们的活性可能表明或导致抗真菌应激下的代谢紊乱。现有文献大多证明了霍诺奇奥尔对F. thapsinum [25]、Alternaria alternata [21]、Colletotrichum fructicola [26]和Aspergillus flavus [23]等植物病原真菌的杀菌效果。据我们所知，目前尚无关于霍诺奇奥尔对F. fujikuroi（中国红豆杉叶枯病的致病菌）的抗菌效果和作用机制的正式研究。我们的研究不仅验证了霍诺奇奥尔的抗菌活性，还清楚地展示了其对抗F. fujikuroi的作用机制，包括其对真菌生长、细胞完整性和生理活动的影响。这些发现扩展了人们对霍诺奇奥尔抗菌范围的认识，并强调了其在防治F. fujikuroi相关疾病中的潜在应用价值。
真菌病原体和化学试剂
本研究使用了之前被确定为中国红豆杉叶枯病致病菌的F. fujikuroi菌株HAL 01（基因库登录号PQ357500），该菌株在28°C下培养于马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）上。所使用的植物化合物2-烯丙基苯酚、丁香酚、霍诺奇奥尔、肉桂醛、奥斯托尔（osthole）、白藜芦醇和香芹酚（纯度均≥98%）均购自上海麦克林生化有限公司（中国上海）。
七种不同化合物对F. fujikuroi的抗菌活性
七种化合物（白藜芦醇、霍诺奇奥尔、香芹酚、丁香酚、奥斯托尔、2-烯丙基苯酚和肉桂醛）的抗菌活性进行了测试（见表1）。在所有测试化合物中，霍诺奇奥尔的抗菌效果最显著，其最低EC50值为21.24 ± 1.33 μg/mL，显著低于其他化合物。
七种化合物对F. fujikuroi菌丝生长的抑制作用
测试了七种化合物（白藜芦醇、霍诺奇奥尔、香芹酚、丁香酚、奥斯托尔、2-烯丙基苯酚和肉桂醛）对F. fujikuroi菌丝生长的抑制作用（表1）。结果表明，霍诺奇奥尔的抗菌效果最明显，其最低EC50值为21.24 ± 1.33 μg/mL。
讨论
植物病原真菌对抗菌剂产生抗性的问题日益严重，这凸显了寻找替代的、环保的管理方法的紧迫性。源自植物的天然化合物是一种有前景的新抗真菌剂来源，能够绕过现有的抗性机制并可能表现出多靶点作用。本研究表明，天然双酚类化合物霍诺奇奥尔对中国红豆杉叶枯病具有强大的抗菌活性。
结论
现有研究提供了明确的实验证据，证明霍诺奇奥尔对F. fujikuroi
（中国红豆杉叶枯病的致病菌）具有显著的抗菌作用。霍诺奇奥尔处理显著减缓了菌丝的生长并降低了真菌的生物量，证实了其抑制生长的效果。实验数据进一步表明，真菌细胞膜是霍诺奇奥尔作用的主要靶点。
作者贡献声明
胡安龙：撰写、审稿与编辑、项目管理。姚查尔斯·梅托：数据可视化、方法学设计、数据整理。蒋玉玲：撰写、审稿与初稿撰写。郭振祥：数据验证、监督、概念构思。阿米尔·汗：撰写、审稿与编辑、数据可视化
数据获取
本研究中的数据可在文章中找到。
利益冲突声明
作者声明没有利益冲突。
资助
中国自然科学基金（32260691）；贵州省基础研究计划（QN [2025]035）；贵州省创新人才团队（CXTD [2023]015）；贵州省农业生物安全重点实验室（ZSYS [2025]024）。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢国家林业和草原管理局西南地区红豆杉工程技术研究中心提供的病害植物材料。
