刺萼龙葵中次生代谢产物对棉铃虫的拒食防御机制研究

刺萼龙葵是一种世界范围内的恶性入侵杂草，对生态环境和生物多样性造成了严重危害。对植食性昆虫强大的化学防御被认为是这种外来植物成功入侵的原因之一。然而，真正的防御成分、作用机制及其分布仍然是未知的。为了发现其中的拒食防御成分，课题组首次对刺萼龙葵的地上部分进行了拒食活性追踪分离，得到了8个化合物，接着利用各种柱色谱、HR-ESIMS、NMR、计算ECD等手段，鉴定了这8个化合物的结构，其中化合物1为新化合物。

图1化合物1-8的结构分析

图2化合物1的¹H−¹H COSY和关键的HMBC信号

图3化合物1的实测和计算ECD图

对所分离得到的8个化合物进行了棉铃虫拒食活性测试，结果表明8个化合物都显示出不同程度的拒食活性，特别是化合物1和4。

图4化合物1-8对棉铃虫的拒食活性

了阐明化合物1和4的拒食防御机制，首先对这两个化合物进行了拒食相关酶（AchE，CarE，MFO和GST）活性的测试，结果表明，与阳性对照印楝素A相比，化合物1和4对AchE和CarE均显示出强大的抑制作用，然而对其他两种酶并没有明显抑制作用，说明AchE和CarE可能是化合物1和4拒食相关的重要靶标。

接着，为了阐明化合物1和4与AchE和CarE两种酶的作用方式及结合位点，进行了同源建模和分子对接研究，结果表明化合物1和4比阳性对照印楝素A显示出更好的结合方式及更低的结合能量，这也验证了酶活性测试结果。