客观日本

东京理科大学发现玫瑰精油可防治番茄虫害,有望成为替代农药的新材料

2024年05月07日 农林牧渔

东京理科大学先进工学系生命系统工学系有村源一郎教授等率领的研究团队发表研究成果称,发现用玫瑰精油处理过的番茄,叶片防御基因PR1表达增加,增强了其潜在的抗病虫性。研究人员同时还发现,玫瑰精油还具有吸引害虫捕食性天敌的功效。该研究为开发植物免疫诱导剂提供了新思路。相关研究成果已于3月18日发表在国际学术期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》上。

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研究概况(供图:东京理科大学有村源一郎教授)

精油(Essential oils)广泛应用于化妆品、食品等领域。此次,研究团队使用了11种不同植物精油的稀释溶液,将其分别添加到盆栽番茄的土壤中以测试其有效性。

实验结果显示,24小时后,添加玫瑰精油溶液的番茄叶片PR1转录水平明显提高。此外,使用不同浓度溶液进行实验后发现,只有稀释1万倍的玫瑰精油溶液才能促进PR1的表达。

研究人员确认,添加玫瑰精油溶液的番茄与添加对照溶剂的番茄相比,害虫斜纹夜盗蛾幼虫对叶片的危害较少,雌二斑叶螨成虫的产卵数也出现减少。但是,将玫瑰精油溶液直接喷洒在叶片上时,未能观察到PR1的活化。

接下来,为了调查玫瑰精油中的哪些成分发挥了这种作用,研究人员进行了成分分析。结果发现,玫瑰精油中含有特有的β-香茅醇和香叶醇等类萜化合物。

为了验证这些成分的驱虫效果,研究人员分别将6.27μM的β-香茅醇和2.46μM的香叶醇加入番茄土壤中,二者的浓度均与玫瑰精油稀释溶液中的浓度相同。

结果显示,添加β-香茅醇的番茄1天后叶片PR1转录水平显著提升,表明该成分具有增强植物防护的特性。

研究人员进一步评估了玫瑰精油溶液对西红柿的田间药效。

每三天向种植番茄的土壤中添加一次玫瑰精油溶液,结果发现天然存在的害虫对番茄的危害减少至对照溶液组的54.5%。同时,玫瑰精油溶液释放的挥发性有机化合物能引诱捕食害虫二斑叶螨的智利小植绥螨。

此次研究发现的玫瑰精油可在低浓度下使用。与常规农药不同的是,它通过提高植物潜在的防御能力来发挥防治害虫的作用,因此有望作为一种环保新材料得到应用。

有村教授表示:“精油作为香料有多种用途,但迄今为止还没有应用于植物害虫防治的案例。开发这种替代农药的害虫防治新技术,对于开展可持续的放心安全的食品生产和环境保护至关重要。为此,我们将继续努力实现玫瑰精油的社会应用。”

原文:《科学新闻》
翻译:JST客观日本编辑部

【论文信息】
杂志:Journal of Agricultural and Food Chemistry
论文:Novel potential of rose essential oil as a powerful plant defense potentiator
DOI:10.1021/acs.jafc.3c08905