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Design, synthesis and biological activity evaluation of eco‐friendly rosin‐based fungicides for sustainable crop protection
Pest Management Science ( IF 3.8 ) Pub Date : 2024-07-20 , DOI: 10.1002/ps.8323 Renle Xu 1 , Yue Kong 1 , Yuhang Lou 1 , Jiaying Wu 1 , Yanqing Gao 2 , Shibin Shang 3 , Zhanqian Song 3 , Jie Song 4 , Jian Li 1
Pest Management Science ( IF 3.8 ) Pub Date : 2024-07-20 , DOI: 10.1002/ps.8323 Renle Xu 1 , Yue Kong 1 , Yuhang Lou 1 , Jiaying Wu 1 , Yanqing Gao 2 , Shibin Shang 3 , Zhanqian Song 3 , Jie Song 4 , Jian Li 1
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BACKGROUNDUtilizing fungicides to protect crops from diseases is an effective method, and novel eco‐friendly plant‐derived fungicides with high efficiency and low toxicity are urgent requirements for sustainable crop protection.RESULTTwo series of rosin‐based fungicides (totally 35) were designed and synthesized. In vitro fungicidal activity revealed that Compound 6a (Co. 6a) effectively inhibited the growth of Valsa mali [median effective concentration (EC50 ) = 0.627 μg mL−1 ], and in vivo fungicidal activity suggested a significant protective efficacy of Co. 6a in protecting both apple branches (35.12% to 75.20%) and apples (75.86% to 90.82%). Quantum chemical calculations (via density functional theory) results indicated that the primary active site of Co. 6a lies in its amide structure. Mycelial morphology and physiology were investigated to elucidate the mode‐of‐action of Co. 6a, and suggested that Co. 6a produced significant cell membrane damage, accelerated electrolyte leakage, decreased succinate dehydrogenase (SDH) protein activity, and impaired physiological and biochemical functions, culminating in mycelial mortality. Molecular docking analysis revealed a robust binding energy (ΔE = −7.29 kcal mol−1 ) between Co. 6a and SDH. Subsequently, biosafety evaluations confirmed the environmentally‐friendly nature of Co. 6a via the zebrafish model, yet toxicological results indicated that Co. 6a at median lethal concentration [LC50(96) ] damaged the gills, liver and intestines of zebrafish.CONCLUSIONThe above research offers a theoretical foundation for exploiting eco‐friendly rosin‐based fungicidal candidates in sustainable crop protection. © 2024 Society of Chemical Industry.
中文翻译：
用于可持续作物保护的环保型松香基杀菌剂的设计、合成和生物活性评价
背景利用杀菌剂保护作物免受病害是一种有效的方法，高效低毒的新型环保植物源杀菌剂是可持续作物保护的迫切要求。 结果设计并合成了两个系列的松香基杀菌剂（共35种）。 。体外杀菌活性表明，化合物 6a (Co. 6a) 能有效抑制真菌的生长马里瓦尔萨[半数有效浓度（EC 50 ) = 0.627 微克·毫升−1 ]， 和体内杀菌活性表明Co. 6a对苹果枝条（35.12％至75.20％）和苹果（75.86％至90.82％）具有显着的保护功效。量子化学计算（通过密度泛函理论）结果表明Co.6a的主要活性位点在于其酰胺结构。对菌丝形态和生理学进行了研究，以阐明 Co. 6a 的作用模式，并表明 Co. 6a 会造成显着的细胞膜损伤、加速电解质渗漏、降低琥珀酸脱氢酶 (SDH) 蛋白活性并损害生理生化功能，最终导致菌丝死亡。分子对接分析揭示了强大的结合能（ΔE = -7.29 kcal mol −1 ) 在 Co. 6a 和 SDH 之间。随后，生物安全评估通过斑马鱼模型证实了 Co. 6a 的环境友好性，但毒理学结果表明 Co. 6a 的中位致死浓度 [LC 50(96) ] 损害斑马鱼的鳃、肝脏和肠道。结论上述研究为在可持续作物保护中开发环保型松香基杀菌剂候选物提供了理论基础。 © 2024 化学工业协会。
更新日期：2024-07-20
中文翻译：
用于可持续作物保护的环保型松香基杀菌剂的设计、合成和生物活性评价
背景利用杀菌剂保护作物免受病害是一种有效的方法，高效低毒的新型环保植物源杀菌剂是可持续作物保护的迫切要求。 结果设计并合成了两个系列的松香基杀菌剂（共35种）。 。体外杀菌活性表明，化合物 6a (Co. 6a) 能有效抑制真菌的生长马里瓦尔萨[半数有效浓度（EC 50 ) = 0.627 微克·毫升−1 ]， 和体内杀菌活性表明Co. 6a对苹果枝条（35.12％至75.20％）和苹果（75.86％至90.82％）具有显着的保护功效。量子化学计算（通过密度泛函理论）结果表明Co.6a的主要活性位点在于其酰胺结构。对菌丝形态和生理学进行了研究，以阐明 Co. 6a 的作用模式，并表明 Co. 6a 会造成显着的细胞膜损伤、加速电解质渗漏、降低琥珀酸脱氢酶 (SDH) 蛋白活性并损害生理生化功能，最终导致菌丝死亡。分子对接分析揭示了强大的结合能（ΔE = -7.29 kcal mol −1 ) 在 Co. 6a 和 SDH 之间。随后，生物安全评估通过斑马鱼模型证实了 Co. 6a 的环境友好性，但毒理学结果表明 Co. 6a 的中位致死浓度 [LC 50(96) ] 损害斑马鱼的鳃、肝脏和肠道。结论上述研究为在可持续作物保护中开发环保型松香基杀菌剂候选物提供了理论基础。 © 2024 化学工业协会。
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