贵州大学池永贵/吕文心教授团队在TOP期刊发表科研成果：抗烟草花叶病毒活性及作用机制研究

“Novel cinnamic acid-ribavirin conjugates: design, synthesis, antiviral activity against tobacco mosaic virus and mechanistic study”文章发表在《Pest Management Science》。本研究通过先导优化策略设计合成31种新型肉桂酸-利巴韦林共轭物，其中化合物A23对烟草花叶病毒（TMV）表现出优异的保护活性，且无明显phytotoxicity，其作用机制为诱导宿主植物免疫，通过增强防御酶活性、调控激素信号通路及激活水杨酸介导的防御反应，有效抑制TMV感染，具备开发为新型抗植物病毒药剂的潜力。

研究背景

植物病毒病严重威胁全球农业生产与可持续发展，TMV因宿主范围广、环境耐受性强，对烟草、番茄等多种经济作物危害巨大。现有商业抗病毒药剂（如利巴韦林、宁南霉素）存在防效有限、光热不稳定、易诱导耐药性等缺陷，其中利巴韦林广谱抗病毒效果不足，宁南霉素环境稳定性差。基于核苷类似物（利巴韦林为代表）的抗病毒潜力与肉桂酸衍生物（水杨酸前体，可激活植物免疫）的天然优势，研究设计并合成两类化合物的共轭物，以开发作用机制新颖、靶向性强的新型抗病毒剂。

实验方法

化学合成：以利巴韦林为起始原料，针对其C-5'羟基进行结构衍生，与不同取代基的肉桂酸衍生物通过缩合、水解反应合成目标化合物A1-A31，经NMR、HRMS验证结构。

生物活性测定：采用半叶枯斑法评估化合物对TMV的防治、保护及灭活活性，计算半数有效浓度（EC₅₀）；通过TMV-GFP可视化监测病毒系统传播。

机制探究：开展分子对接分析A23与TMV外壳蛋白（TMV-CP）的结合作用；测定SOD、PAL、POD、PPO四种防御酶活性及叶绿素含量；利用转录组分析差异表达基因（DEGs），结合GO/KEGG富集分析通路调控；检测水杨酸（SA）含量，通过qRT-PCR验证关键基因表达。

核心结果

抗病毒活性：多数化合物表现出显著抗TMV活性，A23的保护活性EC₅₀为131.1μg/mL，显著优于利巴韦林（529.9μg/mL）和宁南霉素（248.4μg/mL），其治疗活性EC₅₀（153.2μg/mL）也优于两种对照药剂。

病毒传播抑制：A23可显著延迟TMV-GFP的系统传播，荧光信号出现时间晚、强度弱，表明其能抑制病毒增殖与远距离扩散。

防御机制激活：A23处理后，烟草植株的SOD、PAL、POD、PPO活性显著提升，叶绿素含量增加，促进光合作用；SA含量持续累积，转录组分析显示其调控植物激素信号transduction、植物-病原菌互作等通路，上调NPR1、PR-1等SA信号通路关键基因，激活模式触发免疫（PTI）和效应子触发免疫（ETI）相关基因表达。

分子作用：A23与TMV-CP存在稳定结合，通过氢键、卤素键等相互作用形成复合物（结合能-7.1kcal/mol）。

研究结论

化合物A23通过多维度机制发挥抗TMV作用，既借助与病毒外壳蛋白的结合干扰病毒功能，更核心的是通过诱导宿主植物自身免疫，协调调控防御酶系统、激素信号网络及水杨酸介导的防御通路，实现对TMV的高效防控。其优异的生物活性与明确的作用机制，使其成为防控植物病毒病的潜在候选药剂，为新型绿色抗病毒农药的研发提供了重要理论依据与技术支撑，值得进一步深入研究。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/ps.70462