近日，中国热科院生物所菌物功能物质与生物合成研究团队联合南京农业大学在南海褐藻共生的海洋真菌（枝孢菌Cladosporium sp. DLT-87）中成功发现了一系列具有显著植物毒性的新型天然化合物，不仅丰富了海洋真菌来源活性天然产物库，也为开发环境友好、低生态风险的生物除草剂提供了全新的先导分子。

杂草危害已成为制约农业生产的重要因素。长期大量使用传统化学除草剂，导致杂草抗药性不断加剧以及环境残留、生态污染、非靶标生物毒性等问题。开发高效、低毒、环境友好的生物源除草剂已成为现代农业绿色发展的迫切需求。

海洋真菌长期生活在高盐、高压、寡营养的特殊环境中，进化出多样化的独特次生代谢途径，是发掘新型农用活性物质的宝贵资源。研究团队从一株南海褐藻来源的枝孢菌发酵产物中分离鉴定了14个代谢产物，并以拟南芥为测试对象，评估了所有化合物的植物毒性。研究发现白花丹酸内酯衍生物（化合物6）表现出接近常用除草剂草甘膦的活性，能够破坏拟南芥根尖细胞的细胞膜完整性，并诱导细胞死亡。进一步研究发现，化合物6能高效抑制光合作用且能扰乱拟南芥的昼夜节律相关基因表达，通过影响光信号通路进一步抑制根尖和胚轴的细胞伸长。这种多靶点干预的特性有望延缓杂草抗药性的产生。

本研究不仅从海洋真菌中发现了结构新颖、活性显著的除草先导分子，还首次揭示了白花丹酸内酯类化合物靶向PSII D1蛋白的除草机制，为新型生物源除草剂的分子设计与结构优化提供了科学依据。

图1  海洋真菌Cladosporium sp. DLT-87中发现的新颖结构及其植物毒性评价

相关研究成果以“Phytotoxic Tetramic Acid and Plumbagic Acid Lactone Derivatives from the Marine-Derived Fungus Cladosporium sp. DLT-87”为题发表于《Journal of Agricultural and Food Chemistry》。中国热科院生物所与南京农业大学联培博士生戴露婷、生物所杨理副研究员、郭教岑博士为共同第一作者，生物所赵友兴研究员、戴好富研究员和南京农业大学姜丽副研究员为共同通讯作者。研究得到国家自然科学基金、农业农村部财政南锋专项、国家中药材产业技术体系等项目的资助。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.5c15215