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中央民族大學(xué)武海波博士在化學(xué)生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域取得又一新進(jìn)展

來(lái)源:中央民族大學(xué)      2020-10-30
導(dǎo)讀:中央民族大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院武海波博士在化學(xué)生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域取得又一新進(jìn)展,相關(guān)研究結(jié)果在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry(SCI農(nóng)林科學(xué)大類(lèi)一區(qū))在線發(fā)表。

天然噻吩類(lèi)化合物是一類(lèi)較罕見(jiàn)的植物次級(jí)代謝物質(zhì),其特殊性在于結(jié)構(gòu)中存在著1-5個(gè)不等的硫原子。硫原子是植物生長(zhǎng)發(fā)育不可缺少的元素之一,是維持植物正常生長(zhǎng)發(fā)育的重要組成。植物耗費(fèi)其自身大量的物質(zhì)(S)和能量來(lái)產(chǎn)生含硫的噻吩類(lèi)化合物的原因何在,是否具有重要的生態(tài)學(xué)意義呢?中央民族大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院武海波博士以富含噻吩的植物藍(lán)刺頭(Echinops latifolius)為材料,通過(guò)化學(xué)和生物學(xué)相結(jié)合的研究方法,發(fā)現(xiàn)了一些結(jié)構(gòu)新穎的二聚雙噻吩類(lèi)化合物(圖1),進(jìn)一步證實(shí)這些化合物在植物抵御病原真菌和寄生線蟲(chóng)中的重要作用,在生物源農(nóng)藥研發(fā)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。2020年10月15日,該研究結(jié)果以“Novel Bithiophene Dimers fromEchinops latifoliusas Potential Antifungal and Nematicidal Agents”為題在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry(SCI農(nóng)林科學(xué)大類(lèi)一區(qū))在線發(fā)表。文章鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.0c00169

圖1.二聚雙噻吩類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)及其生物學(xué)活性

通過(guò)天然產(chǎn)物提取、分離鑒定方法,對(duì)藍(lán)刺頭根部噻吩類(lèi)化合物的分離,確定了化合物的結(jié)構(gòu),其中echinbithiophenedimers A?C具有新穎的骨架結(jié)構(gòu),是首次報(bào)道的含有1,3-二氧戊環(huán)或1,4-二氧六環(huán)的二聚雙噻吩類(lèi)化合物。生物活性研究結(jié)果表明,這些化合物對(duì)多種植物病原真菌具有良好的殺菌活性,對(duì)線蟲(chóng)也有較強(qiáng)的殺線活性,是植物抵御真菌及線蟲(chóng)侵染的重要防御物質(zhì)。更有意思的是,相比于它們的前體化合物arctinol-b(圖2),通過(guò)分子間反應(yīng)形成的二聚雙噻吩具有更高的生物活性,說(shuō)明植物耗費(fèi)更多的物質(zhì)和能量產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的次級(jí)代謝產(chǎn)物有其合理性,從而解釋了植物產(chǎn)生噻吩及結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的二聚雙噻吩的生態(tài)學(xué)意義。

本研究的創(chuàng)新性在于:發(fā)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)新穎復(fù)雜的二聚雙噻吩化合物,是植物抵御真菌及線蟲(chóng)侵染的重要防御物質(zhì)。研究揭示了噻吩類(lèi)化合物在植物與真菌和線蟲(chóng)相互作用中具有多重生態(tài)功能,對(duì)研究植物化學(xué)生態(tài)學(xué)和生物防御具有重要的參考價(jià)值。

圖2.二聚雙噻吩的生物合成途徑推測(cè)

武海波博士為本文的第一作者和共同通訊作者。本研究工作有3位2017級(jí)化學(xué)專(zhuān)業(yè)本科生參與。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31800278)的資助。

武海波博士的本、碩、博皆就讀于中央民族大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,目前在學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心工作。2018年加入植物生態(tài)學(xué)科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),主要從事化學(xué)生態(tài)學(xué)、天然產(chǎn)物化學(xué)等研究工作。2019年入選學(xué)校優(yōu)秀青年培育人才。現(xiàn)主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng),以第一作者或通訊作者發(fā)表SCI一區(qū)論文5篇。


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