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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 灰霉菌毒素提取及其寄主選擇性的鑒定
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 本文用馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基培養(yǎng)灰霉菌，每天檢測(cè)培養(yǎng)液pH值，培養(yǎng)液經(jīng)離心等過(guò)程初步提取了灰霉菌分泌的毒素，用Folin-酚試劑法檢測(cè)了粗提毒素的蛋白質(zhì)含量，葉片滲入法檢測(cè)粗提毒素對(duì)六種植物的作用。粗提毒素對(duì)供試的6種植物都有損害，灰霉菌分泌的胞外大分子毒素可能不具有寄主專一性。毒素對(duì)大豆種子的萌發(fā)抑制作用和1mmol/L濃度SNP能夠增強(qiáng)擬南芥植物抗性，緩解受害的程度。
- 詳細(xì)介紹：
- 灰葡萄孢（Botrytis cinerea )是一種引起重大經(jīng)濟(jì)損失的毀滅性病原真菌。它寄生或腐生在潮濕的植物體上，引起多種植物的灰霉病。該病菌至少可以侵染200多種植物[1]。由于溫室及大棚內(nèi)濕度和溫度較高，很適合灰霉病生長(zhǎng)繁殖，因此灰霉菌被認(rèn)為是對(duì)溫室花卉、大棚蔬菜和育苗期經(jīng)濟(jì)作物為害最大的病原體。灰霉病菌在植物貯運(yùn)中繼續(xù)繁殖侵染，因此它不僅造成農(nóng)作物、蔬菜、樹(shù)苗及花卉等收成前的經(jīng)濟(jì)損失，而且導(dǎo)致收成后的重大經(jīng)濟(jì)損失?；颐咕鳛橐环N真菌，其毒素的應(yīng)用前景十分廣闊，可以用來(lái)開(kāi)發(fā)生物殺菌劑及檢測(cè)抗病材料，還可以用于醫(yī)藥衛(wèi)生、工商領(lǐng)域。毒素物質(zhì)可以利用及開(kāi)發(fā)，某些病原菌克產(chǎn)生胞外多糖、雜環(huán)類化合物、有機(jī)酸、蛋白脂多糖等人工難以合成的具天然活性的復(fù)雜化合物類毒素，在商業(yè)上具有一定開(kāi)發(fā)利用前景。非寄主?；远舅夭粌H對(duì)寄主有毒害作用，對(duì)其它的一些植物甚至害蟲(chóng)也有一定的毒性，可進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)為生物殺蟲(chóng)劑和除草劑。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 灰霉菌是一種腐生型病原物?；颐咕鸬幕颐共∈嵌喾N植物的主要病害，本研究進(jìn)一步鑒定所分離的灰霉菌大分子毒素是否具有寄主選擇性；并初步觀察了植物信號(hào)物質(zhì)一氧化氮對(duì)擬南芥植物抗灰霉菌毒素的作用，培養(yǎng)液的pH值變化，提取灰霉菌分泌的毒素，粗提毒素蛋白質(zhì)含量，葉片滲入法檢測(cè)粗提毒素對(duì)6種植物都有損害，灰霉菌分泌的胞外大分子毒素可能不具有寄主專一性。1mmol/L濃度SNP能夠緩解受害的程度。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本作品在參考和借鑒許多相關(guān)的文獻(xiàn)之后，進(jìn)行了灰霉菌的培養(yǎng)及其次級(jí)代謝產(chǎn)物毒素的提取，還有寄主選擇性的鑒定和毒素生物活性的測(cè)定，而且到目前為止，還沒(méi)有灰霉菌大分子毒素的相關(guān)報(bào)道，我們提取的灰霉菌毒素是蛋白質(zhì)大分子，與以往的發(fā)表過(guò)有關(guān)灰霉菌小分子的論文不同，從而比較出它們的異同，由于由灰霉菌毒素引起的植物病害相當(dāng)嚴(yán)重，因此我們探索出了利用外源NO來(lái)緩解植物的灰霉病害程度。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 灰霉菌孢是多種植物的主要病害，灰霉病已成為生產(chǎn)上一種世界性的主要病害。毒素的應(yīng)用前景十分廣闊，可以用來(lái)開(kāi)發(fā)生物殺菌劑及檢測(cè)抗病材料和醫(yī)藥衛(wèi)生。毒素物質(zhì)利用及開(kāi)發(fā)，某些病原菌克產(chǎn)生胞外多糖、有機(jī)酸、蛋白脂多糖等人工難以合成的具天然活性的復(fù)雜化合物類毒素，在商業(yè)上具有一定開(kāi)發(fā)利用前景。非寄主專化性毒素不僅對(duì)寄主有毒害作用，對(duì)其它的一些植物甚至害蟲(chóng)也有一定的毒性，可進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)為生物殺蟲(chóng)劑和除草劑。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 灰霉菌孢引起的灰霉病是100多種植物的主要病害，作物的灰霉病發(fā)病情況日趨嚴(yán)重。一氧化氮（NO）是一種普遍存在于動(dòng)植物和微生物中的重要?dú)怏w類生物活性分子，尤其在植物對(duì)生物、非生物脅迫和抗病防御反映中起重要的作用。NO作為一種信號(hào)調(diào)節(jié)分子和活性氧清除劑，能調(diào)節(jié)植物對(duì)生物和非生物脅迫的響應(yīng)。為了防治灰霉菌的病害，我們?cè)囃ㄟ^(guò)分析并證明該毒素的性質(zhì)來(lái)做好進(jìn)一步的防害措施，我們做了如下研究：馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基培養(yǎng)灰霉菌，每天檢測(cè)培養(yǎng)液pH值，培養(yǎng)液經(jīng)離心等過(guò)程初步提取了灰霉菌分泌的毒素，用Folin-酚試劑法檢測(cè)了粗提毒素的蛋白質(zhì)含量，葉片滲入法檢測(cè)粗提毒素對(duì)六種植物的作用。粗提毒素對(duì)供試的6種植物都有損害，灰霉菌分泌的胞外大分子毒素可能不具有寄主專一性。毒素對(duì)大豆種子的萌發(fā)抑制作用和1mmol/L濃度SNP能夠增強(qiáng)擬南芥植物抗性，緩解受害的程度。為探索植物灰霉病的有效防治方法提供基礎(chǔ)。
獲獎(jiǎng)情況
- 本課題是指導(dǎo)教師的科研課題：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（3086121），植物生理與生物化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)項(xiàng)目（PPB080810）。本論文尚未發(fā)表，還在投稿過(guò)程中。
鑒定結(jié)果
- 該作品具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
- [1] 周毓君,朱寶成,黃冬麗等. 1995, 草毒灰霉菌毒素的分離及硅膠薄層層析[J]，植物病理學(xué)報(bào).25(4):373-377. [2] Deighton N. Muckenschnabel I. Colmenares AJ. et al. 2001, Botrydial is produced in plant tissues infected by Botrytis cinerea[J], Phytochmistry, 52(7):689-692. [3] Swadling IR. Jeffries P. 1998, Antagonistic properties of two bacteril biocontrol agents of grey mould disease[J], Biocontrol Scince and Technololgy 8(3):439-448. [4] 董金皋，李正平. 1997，寄主選擇性植物病原菌的毒素化學(xué)[J],微生物學(xué)通報(bào) 24（4）:247-230. [5] 馬麗艷，趙耀偉，崔宗土. 2004，霉菌毒素研究進(jìn)展[J],東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)35(2):234-238. [6] 石鳳梅. 2006，植物病原真菌毒素的研究進(jìn)展[J],黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué) 2:70-73. [7] Damann KE,JR Gardner,JM,Schefer RP.An assay for Helminhosporium victoriae toxin based on induced leakage of electrolytes from oat tissie[J].Phytopathology,1974,64:652-654. [8] 趙曉丹. 2008，外源一氧化氮誘導(dǎo)擬南芥抗灰霉病機(jī)制的研究，云南師范大學(xué)碩士論文. [9] 楊紅玉，李湘，張一凡等.灰霉菌培養(yǎng)及其對(duì)擬南芥的侵染[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，18（4）：431-434. [10] 沈萍，范秀容，李光武.1999,微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)(第三版)高等教育出版社 [11] 張志良. 1990，植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo).高等教育出版社(第二版)，181-183.
同類課題研究水平概述
- 灰葡萄孢（Botrytis cinerea )是一種引起重大經(jīng)濟(jì)損失的毀滅性病原真菌。它寄生或腐生在潮濕的植物體上，引起多種植物的灰霉病。該病菌至少可以侵染200多種植物。由于溫室及大棚內(nèi)濕度和溫度較高，很適合灰霉病生長(zhǎng)繁殖，因此灰霉菌被認(rèn)為是對(duì)溫室花卉、大棚蔬菜和育苗期經(jīng)濟(jì)作物為害最大的病原體。灰霉病菌在植物貯運(yùn)中繼續(xù)繁殖侵染，因此它不僅造成農(nóng)作物、蔬菜、樹(shù)苗及花卉等收成前的經(jīng)濟(jì)損失，而且導(dǎo)致收成后重大經(jīng)濟(jì)損失?；移咸焰邔?duì)寄主的破壞作用是極其復(fù)雜的, 它可產(chǎn)生許多細(xì)胞壁降解酶, 如纖維素酶和蛋白酶等，它可以產(chǎn)生植物激素, 如脫落酸, 此外它還可產(chǎn)生致病毒素。目前已知的病原菌毒素都為有機(jī)類物質(zhì)。因此，有機(jī)化學(xué)及生物化學(xué)中一些常用的方法都可用于毒素的提取、分離及純化。主要有浸提、吸附、萃取、結(jié)晶、層析等技術(shù),其中色譜方法又是應(yīng)用的最多也是最為有效的一類方法。周毓君等，通過(guò)硅膠薄層層析分離草莓灰霉菌毒素，得到了三個(gè)組分，它們都有相同的官能團(tuán)，都有明顯的毒素活性。但是，并沒(méi)有具體說(shuō)明這三個(gè)組分分別是什么。Bradshaw 等人曾報(bào)道灰霉菌毒素主要是botrydial 和dihydrobotrydial 2種, 后者是乙酸和甲羥戊酸經(jīng)生物合成轉(zhuǎn)化而來(lái)的。以后又有報(bào)道其化學(xué)組分中有一系列botreydial 的衍生物和一些非類倍半萜烯的代謝物; 到1995 年Collado 等人報(bào)道該毒素的4種新的代謝物, 其中含一種三環(huán)倍半萜烯化合物。由此看出灰霉菌毒素的化學(xué)成分是極其復(fù)雜的。我們的在研究中發(fā)現(xiàn)灰霉菌對(duì)植物的侵染毒素不僅僅限于前人所研究的小分子化合物，因此本項(xiàng)目中我們分離的灰霉菌毒素是針對(duì)大于14kDa的大分子設(shè)計(jì)的。我們分離得到灰霉菌產(chǎn)生的毒素粗提液中含有蛋白質(zhì)。對(duì)擬南芥、白菜、甘藍(lán)、小麥、水稻和番茄等植物均有毒性，說(shuō)明毒素可能沒(méi)有寄主專一性。我們的研究目前在國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)報(bào)道。
