近日，湖北大学生命科学学院、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室柯文山教授团队以“Main active constituents and mechanism of toxicity of raphides from Arisaema erubescens against Oncomelania hupensis“ 为题在Ecotoxicology and Environmental Safety (IF=6.2, top)上发表论文，首次揭示了天南星毒针晶对钉螺的毒性机制，在生物源杀螺剂研究方面提供了新视角。我院已毕业硕士研究生涂昌为本文第一作者，柯文山教授为本文通讯作者，湖北大学为第一单位（图1）。
柯文山教授团队从天南星科植物的块茎中提取并纯化了毒针晶，并对其活性成分和杀螺活性进行了详细分析。实验结果显示，毒针晶对钉螺具有强烈的杀灭作用，其半数致死浓度（LC50）在48小时和72小时分别为70.95 mg/L和44.25 mg/L。毒针晶杀螺活性依次为完整针晶>草酸钙晶体>凝集素蛋白（AEL）。此外，钉螺肝脏中的过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性在早期显著增加，但在后期急剧下降。利用扫描电镜对钉螺肝脏的表面结构进行观察，结果显示，毒针晶对钉螺肝脏的表面结构有不同程度的损伤。该研究表明毒针晶对钉螺的毒性机制是针状草酸钙晶体刺入钉螺肝脏表面产生机械损伤，进而将毒针晶中的凝集素蛋白带入到肝脏中，降低了肝脏解毒酶的活性，产生了严重的毒性反应，最终导致钉螺死亡（图2）。该研究为开发新型生物源杀螺剂提供了理论依据，同时为植物源活性成分在生态毒理中的应用提供了新视角。
柯文山教授长期从事植物生态学和血吸虫生物防控的研究，以湖北大学为第一通讯单位在Ecotoxicology and Environmental Safety、PLOS Neglected Tropical Diseases、Pesticide Biochemistry and Physiology和Environmental and Experimental Botany等杂志上发表多篇高水平文章。该研究得到国家科发委十二五、十三五科技支撑项目以及国家自然科学基金等项目资助。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2024.116728
