Methyl zealactonoate：玉米產生的根寄生雜草發芽刺激物

葉 萱 摘譯

(上海市農藥研究所，上海 200032)

Methyl zealactonoate：玉米產生的根寄生雜草發芽刺激物

葉 萱 摘譯

(上海市農藥研究所，上海 200032)

玉米是根寄生雜草獨腳金Striga hermonthica和Striga asiatica的主要寄主，已報道其能產生數種獨腳金內酯。在已知的獨腳金內酯中，獨腳金醇是從玉米根滲出液中分離得到的主要獨腳金屬雜草種子萌發刺激物。此外，從玉米根滲出液中也發現了sorgomol和5-deoxystrigol。最近，Jamil等人報道通過LC-MS/MS分析檢測到玉米根滲出液中的新穎萌發刺激物，暫時稱為SL1和SL2。SL1和SL2的分子量分別為348和276。本文介紹了SL2即methyl zealactonoate的分離和結構測定，以及對S. hermonthica、Phelipanche ramosa和Orobanche minor種子萌發刺激活性。

1 玉米的培養和根滲出物的收集

在塑料盆中裝滿用高壓蒸汽處理的沙子，把玉米種子種植其中，在25～29 ℃，自然光條件的生長室培養7 d。按需澆自來水。然后把苗轉移到含有20 L自來水和10 mM Ca(NO3)2的塑料容器(53.5×33.5×14 cm，W×L×H)中，每個容器中80株苗，將10個容器置于25～29 ℃自然光條件的生長室。根滲出物釋放到培養液中，經2個循環水泵使滲出物被活性碳(20 L中有4 g×2)吸附。培養植物5周，每3 d更換1次培養液和活性碳。用丙酮(1 500 mL)洗提吸附根滲出物的木炭(共約 80 g)。真空蒸發掉丙酮，用乙酸乙酯(3×200 mL)萃取殘留的水溶液(約200 mL)。合并乙酸乙酯萃取物，用0.2 M K2HPO4(300 mL，pH 8.3)沖洗，用無水MgSO4干燥，真空濃縮，在4 ℃保存。

2 Methyl zealactonoate的分離純化和測定

將乙酸乙酯粗提物(350.7 mg)過硅膠柱(85 g)，用正己烷和乙酸乙酯梯度洗脫(100∶0～0∶100，v/v，10%梯度)得到11份洗脫液。第4和第5部分(分別為30%和40%的乙酸乙酯)含有新穎的SL，合并(87.6 mg)，過硅膠柱(30 g)，用正己烷-乙酸乙酯(75∶25，v/v)洗脫。每10 mL收集為1份。LC-MS/MS和GC-MS分析發現第17－25份含有新穎發芽刺激物1。合并第17－25份(20.17)，過ODS柱進行HPLC(Mightysil RP-18，10×250 mm，10 μm，日本Kanto Chemicals)純化，用MeCN/H2O 梯度洗脫(40∶60～100∶0，60 min)，流速3 mL/min，柱溫：30 ℃。收集具有單峰的在23.4 min洗脫出的活性部分，進一步過Develosil ODS-CN柱進行HPLC(4.6×250 mm，5 μm；日本Nomura Chemicals)純化，以70% MeCN/H2O洗脫，流速0.8 mL/min，得到無固定形狀的methyl zealactonoate(化合物1，7.83 mg，Rt27.7 min，檢測波長254 nm)。

Methyl zealactonoate(1) CD (c 0.000 5，MeCN)λmax△(ε)nm：273 (40.96)，255 (－0.70)； GC-MS，70 eV,m/z (rel.int): 376 (30),279(10),223 (31),153 (100),111(87),97(27)。HR-TOF-MS m/z: 377.1604[M+H]+(計算得C20H25O7，m/z: 377.159 5)。1H和13C NMR數據列于表1，圖1B。

圖1 methyl zealactonoate的化學結構(A)和主要NOESY相關性(B)

表1 化合物1的NMR譜數據(C6D6)

用HR-ESI-TOF-MS測得化合物1的分子式為C20H24O7，其不飽和度為9，GC-MS測得的m/z 376[M]+也支持此分子式。

化合物1的1H NMR譜顯示在0.73、0.99 ppm處分別有1個甲基質子單峰；在1.25、1.64 ppm處2個甲基質子耦合弱(＜2 Hz)；3.35 ppm處有1個氧化甲基質子峰；在1.90、2.25 ppm處有2個成對耦合亞甲基質子，在4.71、4.94、5.20、5.53、7.45 ppm處分別有一烯質子；2個耦合(16.75 Hz)的烯質子，表明為反式烯(表1)。13C NMR譜表明有20個碳原子，其中3個酯羰基碳、4個甲基碳、1個甲氧基碳、6個烯碳、1個亞甲基碳和5個季碳(表1)。此外，HMQC譜表明2個烯烴質子(4.71、5.20 ppm)為外亞甲基質子(exo-methylene proton)(表1)。1H-1H COSY譜中，H-4/H-18、H-15/H-11和H-15/H-12的交叉峰表明C-4和C-15為烯丙基甲基。H-15與C-12、C-13，以及C-14、H-12與C-11間的HMBC相關性表明C-13為含有甲基的丁烯羥酸內酯(表1)。C-11的質子和碳的化學位移表明丁烯羥酸內酯基團與醚橋相連。LC-MS/MS和GC-MS所得到的m/z 97片段離子也表明與醚橋相連的丁烯羥酸內酯的存在，這在SL化合物中也發現。H-2與C-1、C-3、C-6、C-16、C-17的HMBC的相關性，以及H-16與C-6、C-17的HMBC相關性，H-17與C-6、C-16的HMBC相關性表明C-1為含有2個甲基的γ-內酯基團(表1)。由H-10和C-8、C-9的HMBC相關性建立了由C-7、C-8、C-9和C-10組成的共軛二烯基團。H-8、H-10、H-20和C-19的HMBC相關性表明C-9連接甲氧甲酰基團。H-10質子的化學位移表明C-9的構型為Z型。H-7、H-8和C-6的HMBC相關性表明C-6和C-7相連。此外，H-10和C-11間，H-11和C-10間的HMBC相關性(表1)說明C-10和C-11間為醚橋。HMBC相關性表明與C-6連接的還有異丙烯基。圖1B為化合物1的主要NOESY相關性。因此化合物1的化學結構確定為(2E,3E)-4-((R,S)-3,3-二甲基-2-(3-甲基-2-丁烯基)-5-氧代四氫呋喃-2-基)-2-((((R)-4-甲基-5-氧代-2,5-二氫呋喃-2-基)氧代)亞甲基)-3-丁烯酸甲酯，命名為methyl zealactonoate。雖然化合物1含有典型SL的D環，但被分類為非典型SL。用13C-CL的飼喂試驗證實化合物1在玉米體內是從CL合成。這也表明化合物1為11R構型，因為天然CL僅為11R異構體。然而，需要進一步研究證實其立體化學結構。

化合物1對S. hermonthica和P.ramosa種子的發芽有很強的刺激作用，但 O.minor種子對其很不敏感(圖2)。

圖2 methyl zealactonoate對S. hermonthica、P. ramosa和O. minor發芽刺激活性

10.16201/j.cnki.cn31-1827/tq.2017.06.07

TQ450

A

1009-6485(2017)06-0035-02

葉萱，女，工程師，碩士。E-mail: sjnywp@163.com。

2017-08-03。