玫瑰精油有机农业的安全农药

植物精油(EO)可应用于多种行业，例如洗涤剂、化妆品、药理学和食品添加剂。此外，环氧乙烷具有卓越的安全性，其众多的生物活性极大地有益于人类健康。除了这些好处之外，EO还被发现可以通过诱导神经毒性作用来产生非法的驱虫反应。

萜类化合物在植物EO中含量丰富，因其可以通过调节防御基因的表达来调节植物的防御反应而受到广泛关注。例如，大豆和小松植物在薄荷附近生长时，防御性能显着提高，并对食草动物产生抗性。

这种现象通过称为“窃听”的过程发生，其中挥发性化合物从薄荷植物中释放出来。这些挥发性化合物触发防御基因的激活，防止潜在的草食动物威胁。

如今，施用化学农药是作物保护的首选方法，但它们对环境和生态系统造成的破坏，以及提高粮食生产力的需要，都强调需要更安全的替代品。因此，迫切需要研究植物防御增强剂。

在这方面，环氧乙烷的可用性使其成为环境友好型植物防御激活剂的有吸引力的候选者。然而，缺乏足够的经过验证的例子来满足需求。

为了解决这个问题，由东京理科大学(TUS)生物科学技术系Gen-ichiroArimura教授领导的研究小组评估了11种EO激活番茄防御反应的功效。该团队的研究结果于2024年3月18日发表在《农业与食品化学杂志》上。

“用作各种用途香料的环氧乙烷含有气味成分，这些成分可能像挥发性化合物一样发挥作用，赋予害虫抗性。我们的目的是研究这些环氧乙烷对植物害虫抗性的影响，”Arimura教授说。

研究小组分析了富含萜类化合物的环氧乙烷对番茄植株的影响。他们将11种不同EO的乙醇稀释溶液施于盆栽番茄植物的土壤中，进行分子分析以研究叶子组织内的基因表达，并观察到玫瑰EO(REO)增加了PIR1和PIN2的转录水平，这两个基因涉及在植物防御方面。

用REO处理的番茄植株表现出由斜纹夜蛾(一种蛾类)幼虫和二斑叶螨(一种螨虫)引起的叶片损伤减少。

此外，为了探索更广泛应用的可能性，研究人员进行了现场实验来测量现场条件下的REO活性。他们观察到，与对照溶液相比，番茄害虫损害减少了45.5%。

研究人员认为，在虫害较轻的冬季和春季，REO可以作为杀虫剂的可行替代品，并且有可能在夏季减少近50%的杀虫剂使用量。

Arimura教授说：“REO富含β-香茅醇，这是一种公认​​的驱虫剂，可增强REO的功效。因此，蛾幼虫和螨虫造成的损害显着减少，证实REO是一种有效的生物刺激剂。研究结果还结果表明，低浓度的REO不会驱除二斑叶螨，而是会吸引这些叶螨的捕食者Phytoseiuluspersimilis，从而表现出REO的双重功能。”

总体而言，该研究强调了富含β-香茅醇的EO在激活番茄叶片防御基因中的作用。此外，它还提供证据表明REO是一种有效的生物刺激剂，可增强植物对害虫的防御能力，而且它也是安全的，因为它不会导致植物毒性或留下任何有毒残留物。

“我们的研究提出了一种促进有机番茄生产的实用方法，鼓励环保和可持续的做法。这项研究可能为新的有机农业系统打开大门。有效的环保和天然农药的曙光即将到来，”Arimura教授总结道。