本研究由香港大学（Hunan University）生物学院的夏宏凯（Hongkai Xia）、黄燕霞（Yanxia Huang）、吴若瑜（Ruoyu Wu）、唐欣（Xin Tang）、蔡军（Jun Cai）、李顺祥（Shun-xiang Li）、蒋林（Lin Jiang）以及吴斗生（Dousheng Wu）等人合作完成，并发表于《Frontiers in Microbiology》期刊，论文的发布日期为2023年9月5日（DOI: 10.3389/fmicb.2023.1269567）。本文主要研究了哈明作为新型植物源抗生物性化合物对“黄萎病”致病菌Ralstonia solanacearum的抑制作用。
“黄萎病”（Bacterial Wilt）是由Ralstonia solanacearum（一种危害性极大的植物致病细菌）引起的一种土传植物病害。此病菌能够感染超过450种植物，是全球农业生产中的一种重大威胁。尽管目前已有一些抗菌方法，但由于耐药性、环境污染等问题，现有的化学药物和传统防治措施并未有效遏制这一病害的蔓延。因此，寻找新型、高效且安全的抗细菌性化合物，尤其是来自植物来源的天然化合物，已成为重要的研究方向。
本研究的主要目的是筛选具有抗Ralstonia solanacearum活性的植物源化合物，并进一步探讨其中的哈明是否能作为有效的抗菌剂，提供一种新的防控“黄萎病”的方法。
本研究的实验设计包括以下几个重要环节：
化合物筛选：研究者首先建立了一个包含100种植物源化合物的库，并筛选它们对Ralstonia solanacearum的抗菌活性。所有化合物的浓度设置为100 μM，采用了细菌生长抑制率来评估其抗菌效果。经过初步筛选后，12种化合物显示出较强的抑菌作用，其中包括哈明。
最小抑菌浓度（MIC）测试：接着，研究者对哈明进行了详细的最小抑菌浓度测试，结果显示哈明的MIC为120 mg/l。该浓度能够有效抑制细菌的生长，并在液体培养基中抑制Ralstonia solanacearum的增殖。
杀菌效果实验：通过细菌悬液处理实验，研究者进一步测试了哈明的杀菌活性。在不同浓度下处理细菌，1小时和2小时后，哈明能够有效杀死超过85%的细菌，并且在240 mg/l浓度下，杀菌率达到99.3%。
生物膜形成抑制实验：为了研究哈明对细菌生物膜形成的影响，研究者采用了96孔板实验。在20至60 mg/l浓度范围内，哈明能够显著抑制Ralstonia solanacearum的生物膜形成，最高达到72%的抑制率。
基因表达抑制实验：利用定量PCR（qPCR）技术，研究者分析了哈明对Ralstonia solanacearum中几个与致病性相关的基因（如xpsr和espe）的表达影响。结果显示，哈明显著抑制了xpsr基因的表达，进一步表明哈明对细胞外多糖合成的抑制作用。
植物感染实验：为了评估哈明在植物中的应用效果，研究者分别在烟草和番茄植物上进行了自然土壤浸泡实验。结果表明，哈明处理显著减缓了植物的黄萎病症状，烟草和番茄的病害控制效率分别为25%和50%。
化合物筛选结果：通过对100种植物源化合物的筛选，研究者发现12种化合物对Ralstonia solanacearum具有显著的抑菌活性，哈明显示出最强的抗菌效果。
哈明的抑菌作用：哈明在120 mg/l的浓度下表现出显著的抑菌效果，在液体培养基中的细菌抑制率高于90%。这一结果证明了哈明在抗Ralstonia solanacearum中的潜力。
哈明的杀菌活性：哈明对Ralstonia solanacearum显示出浓度依赖性的杀菌活性。低至60 mg/l的浓度也能在1小时内杀死85%的细菌，显示出其较强的杀菌能力。
生物膜抑制作用：哈明能够有效抑制Ralstonia solanacearum的生物膜形成。即使在较低浓度（20 mg/l）下，哈明也能抑制生物膜形成，并达到59%的抑制率。
基因表达抑制效果：哈明在抑制Ralstonia solanacearum的致病性方面表现出显著效果。尤其是对xpsr基因的抑制，提示哈明通过干扰细菌外源多糖的合成来降低其致病性。
植物抗病效果：在烟草和番茄植物的黄萎病防治中，哈明显示出了良好的防治效果，尤其是在150 mg/l的浓度下，成功延缓了病情的进展。
本研究的主要结论是，哈明作为一种天然植物源化合物，具有显著的抗Ralstonia solanacearum的活性。哈明不仅能够有效抑制细菌的生长和杀菌，还能显著抑制生物膜的形成，并且在分子水平上抑制了Ralstonia solanacearum的致病性基因（尤其是xpsr基因）的表达。此外，哈明对植物黄萎病的防治也表现出了良好的效果。
这一研究为黄萎病的生物防治提供了新的思路。植物源化合物作为一种低毒、环境友好且高效的防治手段，具有很大的应用潜力。尤其是哈明，其显著的抗菌活性和杀菌效果为农业生产中对Ralstonia solanacearum的控制提供了新的可能。
新型抗菌化合物的发现：本研究通过系统筛选，成功鉴定了哈明作为一种新型的抗Ralstonia solanacearum的天然植物化合物。
多维度的实验设计：研究通过细菌生长、杀菌活性、生物膜抑制、基因表达分析等多种实验，全面评估了哈明的抗菌机制。
植物应用的实用性验证：研究不仅在体外实验中验证了哈明的抗菌活性，还通过植物感染实验验证了其在实际农业环境中的防治效果。
有望替代化学农药：哈明作为天然植物源化合物，具有较低的毒性和良好的环境适应性，可能成为替代传统化学农药的理想选择。
基于本研究的结果，哈明及其他植物源化合物具有极大的应用前景，特别是在农业病害的绿色防控方面。随着对植物源化合物研究的深入，未来可能开发出一系列新的、环保的植物保护产品，为农业生产提供更加可持续的解决方案。
该研究不仅对黄萎病的防治具有直接的应用价值，也为其他植物病害的防控提供了重要的参考。随着天然植物源化合物研究的不断发展，它们有望在未来成为农业抗病控制的重要组成部分。