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中国农业科学|中国林业科学研究院林业研究所张俊佩研究员课题组探析胡桃醌对核桃黑斑病病原菌的抑制作用及其机制

  • 2026-10-11 03:36:12
中国农业科学|中国林业科学研究院林业研究所张俊佩研究员课题组探析胡桃醌对核桃黑斑病病原菌的抑制作用及其机制

细菌性黑斑病作为核桃（Juglans regia）生产中最严重的病害之一，是导致核桃产量下降和树势衰弱的主要原因，影响我国核桃产业的健康发展。目前铜制剂喷施是防治核桃黑斑病的常规方式，但高抗铜致病菌株的出现使得防治效果不断降低。与欧美部分地区通常由单一病原菌引发病害的情况有所差异，我国往往呈现出核桃黄单胞杆菌（Xanthomonas arboricola pv. juglandis，Xaj）和成团泛菌（Pantoea agglomerans，Pa）复合侵染的特征。研究表明，复合侵染较单一菌株侵染具有发病更快、病斑扩展更迅速、发病率和病情指数更高等特点。同时，Xaj和Pa对药剂敏感性存在差异，单一药剂难以兼顾两种病原菌，进一步增加了防治难度。因此，筛选对两种病原菌均具有较好抑制作用的新型植物源抗菌物质，对于提高病害防控效果、延缓抗药性发展和推动核桃病害绿色防控具有重要意义。

近期，中国林业科学研究院林业研究所张俊佩研究员课题组完成的题为“胡桃醌对核桃黑斑病病原菌的抑制作用及其机制”的研究在《中国农业科学》2026年第59卷12期正式发表。

该研究通过体外抑菌活性测定，明确胡桃醌对Xaj和Pa的最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）。借助生长曲线与刃天青染色法，明确胡桃醌处理后Xaj与Pa活性的动态变化；使用扫描电子显微镜（SEM）观察胡桃醌处理后的Xaj与Pa菌体表面和细胞形态变化；测定细胞膜相对电导率、细胞表面疏水性等指标，揭示胡桃醌对细胞膜完整性及其表面特性的影响机制；分析病原菌蛋白和核酸电泳变化，阐明胡桃醌对病原菌核酸及蛋白质合成等生物过程的干扰效应；采用紫外吸收光谱分析与分子对接技术，明确胡桃醌与病原菌DNA的互作方式；叶片接种试验评价胡桃醌对核桃黑斑病的叶片防治效果。

结果显示，胡桃醌对核桃黑斑病主要病原菌均具有明显抑菌活性，且Xaj较Pa更为敏感。胡桃醌对Xaj和Pa的MIC分别为 0.1和0.4 mg·mL-1，MBC分别为0.2和0.8 mg·mL-1。生长曲线表明，胡桃醌可浓度依赖性抑制两种病原菌生长；0.5×MIC处理30 min后，Xaj和Pa细胞活性分别降低35.25%和37.43%；
SEM观察表明，胡桃醌处理后菌体出现皱缩、凹陷甚至破裂等形态异常；0.5×MIC处理后，两种病原菌细胞膜相对电导率和表面疏水性升高，并伴随胞内核酸和蛋白等物质泄漏增加，表明胡桃醌可破坏细胞膜完整性；
紫外吸收光谱和分子对接结果显示，胡桃醌可能通过氢键等非共价相互作用与病原菌DNA发生沟槽结合；叶片试验表明，施用1×MIC胡桃醌能够显著降低核桃叶片侵染后的病斑面积，表现出较好的离体防治效果。
综上，胡桃醌对核桃黑斑病病原菌具有明显的抑菌活性，主要通过破坏细胞膜完整性、提高膜通透性，并进一步影响核酸和蛋白质相关生物过程，从而发挥其抑菌作用；同时在叶片上表现出一定的防治潜力。
中国林业科学研究院林业研究所张俊佩研究员和周晔助理研究员为该文通信作者，苏一为该文第一作者。
该研究获得国家重点研发计划（2022YFD2200402）的资助。
全文链接：
《胡桃醌对核桃黑斑病病原菌的抑制作用及其机制》

苏一, 孙乐园, 吴承勖, 姬新颖, 聂瑞宁, 夏娟, 韩卓然, 周晔, 张俊佩. 胡桃醌对核桃黑斑病病原菌的抑制作用及其机制[J]. 中国农业科学, 2026, 59(12): 2623-2636.

SU Yi, SUN LeYuan, WU ChengXu, JI XinYing, NIE RuiNing, XIA Juan, HAN ZhuoRan, ZHOU Ye, ZHANG JunPei. Inhibitory Effects and Mechanisms of Juglone Against Walnut Blight Pathogens[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2026, 59(12): 2623-2636.

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