摩洛哥母菊精油的化学特征与多靶点生物活性：抗氧化、抗菌及杀虫作用的整合评价

《Scientific Reports》：Phytochemical profiling in vitro and in silico evaluation of antioxidant, antimicrobial, and insecticidal properties of Moroccan matricaria chamomilla essential oil

　　本研究聚焦农药耐药性及微生物耐药性全球挑战，探索摩洛哥塔乌纳特地区母菊（Matricaria chamomilla）精油的天然替代潜力。团队通过GC-MS解析其以Germacrene（19.46%）为主的26种成分，结合体外实验与分子对接，证实该精油对DPPH自由基的IC50为456.57 μg/mL，对大肠杆菌抑菌圈达21.50 mm，并对仓储害虫Callosobruchus maculatus实现72小时100%致死率（LC50=1.86 μL/L）。研究为开发植物源防腐剂与生物农药提供新视角。

　　

随着全球人口增长和农业集约化，仓储害虫如四纹豆象（Callosobruchus maculatus）导致的谷物损失高达三分之一，而合成农药的过度使用引发耐药性与环境风险。同时，微生物耐药性正成为公共卫生危机，预计2050年每年将导致超千万人死亡。在这一背景下，药用植物作为天然替代资源备受关注。摩洛哥因其丰富的植物多样性成为研究热点，其中母菊（Matricaria chamomilla L.）作为传统药用植物，其精油的生物活性尚未在特定生态区域得到系统评估。发表于《Scientific Reports》的这项研究，首次对摩洛哥塔乌纳特地区母菊精油进行化学表征与多维度生物活性评价，为开发绿色农用和医药产品提供科学依据。

研究团队采用水蒸气蒸馏法提取精油，通过GC-MS分析其成分，并利用DPPH法测定抗氧化活性；通过纸片扩散法和微量稀释法评估抗菌、抗真菌效果；以熏蒸和驱避实验测试对四纹豆象的杀虫活性；结合分子对接技术，模拟精油主要成分与靶点蛋白（如乙酰胆碱酯酶、β-酮脂酰合酶等）的相互作用。

分子鉴定与系统发育分析

通过rbcL基因测序确认植物材料为Matricaria chamomilla var. recutta，与已知序列相似性达99.22%，系统发育树显示其独立聚为一支，为后续化学与生物学研究提供物种准确性保障。

精油化学成分分析

GC-MS鉴定出26种化合物，占总成分99.96%，以倍半萜类（56.57%）和单萜类（30.15%）为主。主要成分为Germacrene（19.46%）、α-姜黄烯（α-curcumene，19.00%）和癸酸（caprinic acid，15.81%）。该化学型与罗马尼亚、印度等地报道的以红没药醇氧化物为主的成分显著不同，凸显地域生态因素对精油组成的决定性影响。

抗氧化活性

精油对DPPH自由基的半数抑制浓度（IC₅₀）为456.57 μg/mL，虽低于合成抗氧化剂BHT（17.83 μg/mL），但优于部分文献报道的母菊精油活性（如波斯尼亚样品IC₅₀=2.07 mg/mL），表明其具中等自由基清除能力。

抗菌与抗真菌活性

精油对革兰氏阴性菌（如大肠杆菌E. coli）抑菌圈直径达21.50 mm，最小抑菌浓度（MIC）为20.00 μg/mL；对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的MIC低至2.5 μg/mL。抗真菌实验显示，对黑曲霉（Aspergillus niger）抑制率达31.19%，MIC为0.02 mg/mL。分子对接提示，丁酸酯（butanoate）等成分与β-酮脂酰载体蛋白合酶（β-ketoacyl synthase）等靶点结合能达-7.098 kcal/mol，从机制上支持其抗菌效果。

杀虫活性

熏蒸实验表明，精油在16 μL/L浓度下暴露72小时可100%杀死四纹豆象成虫，LC₅₀为1.86 μL/L。驱避实验显示，在12 μL/cm²浓度下驱避率为55%。分子对接发现红没药酮氧化物（bisabolone oxide）与乙酰胆碱酯酶（AChE）结合能为-6.988 kcal/mol，通过抑制神经递质降解发挥杀虫作用。

本研究通过整合化学分析、体外实验与计算模拟，系统揭示了摩洛哥母菊精油的抗氧化、抗菌和杀虫潜力。其独特化学成分谱（以Germacrene和α-姜黄烯为主）与显著生物活性，为区域特异性植物资源开发提供新案例。研究不仅拓宽了母菊在食品保鲜、医药和绿色农药中的应用场景，也为理解天然产物多靶点作用机制提供方法论参考。未来需进一步开展安全性评价与制剂优化，推动其从实验室走向产业化应用。