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植物免疫“隱地蛋白”簡介---鄭州卓越

2020-07-18 09;06;09    來源:管理員    瀏覽:38 次

“隱地蛋白”是一種由隱地疫霉分泌的蛋白類激發子,自1977年觀察到P.cryptogea的菌體提取物和培養液能夠引起煙草葉片壞死性反應,從P.cryptogea、P.cinnamomi和P.capsici中已純化了分子質量約為10kDa的多種蛋白激發子,Huet等將從隱地疫霉、樟疫霉和辣椒疫霉中純化的分子量約10kD的多種蛋白類激發子命名為Elicitin。這是一類特殊的外泌、小分子耐熱蛋白,等電點為9.8,由98個氨基酸組成??烧T導茄科的煙草和十字花科的油菜和蘿卜產生過敏性壞死和誘導抗性等防御反應。研究證明,Elicitin是通過水楊酸介導抗病信號途徑,激發植物獲得對真菌、細菌等病原物的系統抗性(SAR),同時產生活性氧自由基、脂過氧化物、植保素、PR蛋白等防御反應相關物質。

“隱地蛋白”是由隱地疫霉分泌產生的蛋白類激發子。因“隱地蛋白”在極低濃度下就能誘導煙草產生HR,并使植株獲得廣譜抗病性,同時產生與防衛反應相關的物質如乙烯、植物保衛素、PR蛋白等,所以倍受植物病理學家和育種工作者的重視,并得到了較為系統的研究,在氨基酸序列、空間結構、寄主與非寄主抗病性、作用機理、作用靶標、結構與生物活性的相關性以及抗病基因工程等方面取得了較大的進展。

迄今已發現17種疫霉菌中存在Elicitin活性蛋白,根據等電點和對煙草的激活反應可分為α-elicitin(酸性)和β-elicitin(堿性)兩類,兩種類型蛋白的氨基酸序列同源性達到60%以上。近年來從一些腐霉菌中也發現有Elicitin類活性蛋白存在,并能高效激發番茄的系統獲得性抗性。法國的Tepfer等首次將“隱地蛋白”基因成功導入煙草,植株表現抗黑脛病作用。

2020年鄭州卓越農業科技有限公司聯合華中科技大學鄂州工業技術研究院將植物免疫“隱地蛋白”進行產業化,并向市場推出全球第一代植物免疫”隱地蛋白”,專利證號(201811593161.0 ),商品名注冊為“隱地”。

植物免疫”隱地蛋白”作用機理

與超敏蛋白不同,植物免疫“隱地蛋白”不激發植物過敏反應,而是

(1)通過激發植物體內的信號分子發生變化,在植物的細胞膜上存在著許多具有識別功能的受體,當”隱地蛋白”施用在植物上,接觸到植物器官的表面,與表面的膜受體蛋白結合,當膜受體蛋白識別并接受了免疫蛋白的信號傳導后,誘導了植物體內的一系列的代謝反應,促進植物體內水楊酸、茉莉酸、乙烯、吲哚乙酸、植保素、抗病蛋白等具有殺菌抗病功能物質的合成與釋放,從而達到抗病防蟲的作用通過一系列的信號轉導,啟動植物方位基因的表達,誘導抗逆活性物質的產生,使植物獲得系統抗性,從而減輕植物病害發生。

(2)通過激發植物體內的一系列代謝調控,促進植物根、莖、葉生長和葉綠素含量提高,從而達到提高作物產量和產品品質的目的。

因此,“隱地蛋白”本身并不直接參與抗病殺蟲、不會改變植物DNA、也不會引起病蟲害的抗藥性,而是通過增強自身免疫功能的方式來抵御病蟲害的入侵。

植物免疫“隱地蛋白”應用效果

一、免疫療法預防和治療植物病毒病

(1)原理

j j “隱地蛋白”誘導植物防衛基因NbHIN1表達,通過激活茉莉酸(JA)信號通路,提高植物對TMV/CMV感染的抗性。

k k “隱地蛋白”誘導植物病毒RNA/DNA沉默,干擾RNA/DNA與外殼蛋白的復制。

(2)效果

通過大量的田間試驗標明,“隱地蛋白”對十字花科中:蕪菁花葉病毒(TuMV)、黃瓜花葉病毒(CMV)和煙草花葉病毒(TMV);瓜類中:黃瓜花葉病毒(CMV)、甜瓜花葉病毒(MMV)和煙草環斑病毒(TRSV);茄科中:主黃瓜花葉病毒(CMV)等具有防治效果,平均防治效率達到70%以上。

二、誘導抗病、防蟲

通過大量的田間試驗證明預防真菌、細菌減少殺菌劑使用量30%以上;提高作物抗蟲性,減少20%以上殺蟲劑。

三、誘導抗逆

(1)改善果樹生理性黃化

(2)修復紅蜘蛛咬傷、修復日灼

(3)延長農產品貨架保鮮期

(4)抗旱、抗澇

四、促進轉色

誘導植物產生(ABA、ET、JA)等信號物質促進果實提前轉色,商品性好,無副作用。

五、促花保果(低溫寡照等逆境下)

促進花芽分化,有效花芽多,促進作物提前開花,提高坐果率

六、提高肥料利用率

增強光合作用活性,提高光合速率和效率,促進作物營養元素吸收,提高肥效利用率。

七、促進作物種子萌發,根系生長

 

 

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