武夷菌素作用机制的研究

武夷菌素作用机制的研究

孙延忠[1]2003年在《武夷菌素作用机制的研究》文中进行了进一步梳理武夷菌素是从不吸水链霉菌武夷变种(Streptomyces ahygroscopicus var.wuyiensis)的发酵液中分离出的活性成分,主要成分武夷菌素A是具有胞苷骨架的新型核苷类抗生素。本研究测定了武夷菌素的抗菌谱及其对番茄灰霉菌菌丝生长和分生孢子萌发的影响,探讨了武夷菌素抑制灰霉菌的作用机制,最后测定了武夷菌素对番茄幼苗体内四种抗病相关酶活性的影响。研究结果如下: 1.武夷菌素对供试的14种病原真菌和3种细菌具有不同程度的抑制作用。 2.武夷菌素纯品对番茄灰霉菌分生孢子萌发和菌丝生长的有效中浓度(EC_(50))分别为14.1μg/ml和18.0μg/ml。当武夷菌素的浓度达到100μg/ml时,完全抑制灰霉菌分生孢子的萌发。经武夷菌素(浓度≥10μg/ml)处理后的灰霉菌菌丝和刚萌发的分生孢子的致病性明显下降。光镜和电镜观察表明,武夷菌素(浓度≥25μg/ml)处理的灰霉菌菌丝和分生孢子的芽管出现形态结构的异常变化。灰霉菌菌丝生长的异常表现为分枝增多、膨大缢缩和液泡数目增多及合并等。武夷菌素(100μg/ml)处理灰霉菌后,菌丝顶端出现原生质渗漏的现象。灰霉菌分生孢子萌发的异常表现为芽管膨大及缢缩等。 3.灰霉菌菌丝被武夷菌素处理后,菌丝细胞膜的透性发生变化,具体表现为培养液的电导率随着武夷菌素浓度(浓度>25μg/ml)的增加而增大。武夷菌素对灰霉菌菌丝麦角甾醇的合成影响不大。同位素标记掺入试验表明武夷菌素能抑制~(14)C-谷氨酸(蛋白质的前体物)的掺入,而不能阻止~3H-葡萄糖胺(几丁质的前体物)和~3H-腺嘌呤(核酸的前体物)的掺入,这表明武夷菌素可抑制菌丝蛋白质的合成,而对几丁质和核酸的合成没有影响。 4.武夷菌素能诱导番茄幼苗体内的抗病性相关酶如超氧化物岐化酶、过氧化物酶、多酚氧化酶和苯丙氨酸解氨酶活性的增加。这表明在番茄上施用武夷菌素可能提高番茄幼苗的抗病性。 根据上述结果可以看出武夷菌素既能抑制番茄灰霉病菌,同时又能诱导番茄幼苗产生抗病反应,因而存在着较大的开发应用潜力。

武哲[2]2013年在《武夷菌素对草莓白粉病和番茄灰霉病的控病效果及机理》文中提出武夷菌素是不吸水链霉菌武夷变种(Streptomyces ahygroscopicus var. wuyiensis)产生的新型农用抗生素,主要用于蔬菜、果树、粮食等作物真菌病害的生物防治。为全面地了解武夷菌素防病效果和作用机理,也为该产品的科学合理使用提供理论指导,本文以北京地区保护地草莓白粉病和番茄灰霉病为研究对象,研究了2%武夷菌素水剂的防病效果、作用方式、药效持效期及对植物体内抗性相关酶活性的影响,试验结论如下:1.武夷菌素防治草莓白粉病的效果。室内毒力测定表明,12.5、25、50、100和200μg/mL武夷菌素对白粉菌孢子萌发抑制率均达到50%以上,且随浓度的增加而升高;使用100、66.67和50μg/mL武夷菌素叶面喷施防治保护地草莓白粉病,防效分别为91.69%、89.32%和82.55%,100μg/mL防效显着高于化学农药苯醚甲环唑,66.67μg/mL和50μg/mL防效与化学农药无显着差异,说明2%武夷菌素水剂防治草莓白粉病效果良好;且药剂对草莓生产安全,试验中未产生药害。2.武夷菌素防治番茄灰霉病的效果。室内毒力测定结果显示100μg/mL和200μg/mL武夷菌素对菌丝生长的抑制率分别为71.56%和73.06%,说明武夷菌素能明显抑制灰霉菌菌丝的生长;使用200、100和50μg/mL武夷菌素叶面喷施防治保护地番茄灰霉病,防效分别为83.93%、77.71%和72.31%,其中200μg/mL的防效显着高于化学农药腐霉利,100μg/mL的防效和化学农药相当,说明2%武夷菌素水剂对番茄灰霉病具有良好的防治效果;药剂对番茄生产安全,试验中未发现有药害现象。3.武夷菌素防治番茄灰霉病的作用方式及持效期。盆栽试验用200、100和50μg/mL武夷菌素对番茄植株喷雾,24h后接种灰霉病菌,其保护作用分别为85.68%、72.18%和56.28%;番茄植株接菌处理24h后使用200、100和50μg/mL武夷菌素喷雾,其治疗作用分别是69.26%、50.74%和38.26%,说明武夷菌素对番茄灰霉病有一定的保护和治疗作用,而且保护作用优于治疗作用;使用200、100和50μg/mL武夷菌素处理番茄,8天后再接种的防效分别为72.94%、68.30%和61.32%,说明武夷菌素对灰霉病的持效期长于8天。4.武夷菌素对草莓和番茄果实品质的影响。与品质相关指标的测定结果表明,使用武夷菌素后草莓果实的可溶性固形物和可溶性糖含量均升高,果实糖酸比增大;番茄果实除有机酸的含量无明显变化外,可溶性固形物、维生素C和可溶性糖等含量都有不同程度的升高。说明使用武夷菌素在一定程度上可以提升草莓和番茄果实的品质。5.武夷菌素对番茄抗病性相关酶的影响。用浓度为100μg/mL的武夷菌素对番茄喷雾,处理后1~7天取样测定番茄植株体内与抗性相关酶的活性变化情况,结果显示番茄叶片中SOD、POD、PPO、PAL等酶的活性都有一定程度的升高,说明使用武夷菌素能提升植物自身的免疫能力;武夷菌素处理后再接种病原菌的番茄,番茄植株体内酶的活性明显高于其它处理,且酶活峰值出现的时间更早,说明接种灰霉菌后进一步提升了番茄植株体内与抗病性相关酶的活性。

王万群[3]2008年在《武夷菌素产生菌CK-15细菌人工染色体(BAC)文库构建》文中指出农用抗生素武夷菌素(Wuyiencin)是一种广谱、高效、低毒的核苷类农用抗生素,它对农作物的白粉病、番茄叶霉病、番茄灰霉病等真菌病害有良好的防治效果。目前武夷菌素产生菌经过诱变、原生质体融合等技术的改造后,其效价已经大幅度的提高,但仍不能满足大规模生产的要求。因此鉴定、分离和克隆武夷菌素产生菌表达产物和调控相关的功能基因,并通过基因改良的方式进行武夷菌素产生菌分子定向育种,来提高武夷菌素的效价及产量变得非常重要。分离鉴定抗生素合成相关基因的传统策略有突变与互补基因分离、表达文库免疫筛选分离、基因组文库筛选及抗性基因连锁标记的分离等,上述几种克隆抗生素合成基因的策略都需要构建大片段基因组文库,如λ噬菌体文库、Cosmid文库、Fosmid文库、YAC文库、BAC文库等。BAC文库与其他几种文库相比具有容量适中、稳定性好、嵌合率低、容易分离等特点。成功构建BAC文库是鉴定、分离和克隆武夷菌素合成相关基因的基础。1.本实验测定了武夷菌素产生菌CK-15菌株的16S rDNA序列并构建系统发育树,分析后得出:CK-15菌株与小白链霉菌(Streptomyces albulus)的16S rDNA相似性高达99.5%,明确武夷菌素产生菌CK-15菌株为小白链霉菌,暂定为小白链霉菌武夷变种(Streptomyces albulus var. wuyiensis)。2.以武夷菌素产生菌CK-15菌株为材料,参照Zhang HB.和Margherita S.等的BAC文库构建方法,并作了一些改进,建立了一套高效的武夷菌素产生菌BAC文库构建技术体系。体系包括高分子量DNA获得、部分酶切最佳条件的确定、片段大小选择的方法、高效的连接转化体系等。3.利用所建立的高效BAC文库构建技术体系,以pCC1BAC为载体,构建了基因组覆盖率6.45倍的小白链霉菌武夷变种CK-15 BAC文库,这是国内外首次构建小白链霉菌武夷变种进行BAC文库。小白链霉菌武夷变种CK-15菌株BAC文库包含462个BAC克隆,随机挑取20个白色克隆进行Not I酶切分析表明文库克降的平均插入大小为121kb,空载率小于1%,文库覆盖率为99.85%。关于BAC文库阳性克隆的筛选及进一步研究还需要在日后的工作中完成。CK-15 BAC文库的构建为开展武夷菌素产生菌重要性状基因的图位克隆、物理作图、基因组测序、功能基因研究等应用提供了重要基因组资源,为使用基因工程手段对武夷菌素产生菌进行分子定向育种奠定了基础。

王志坤[4]2008年在《武夷菌素对茶树主要叶部病害的控制作用》文中研究表明武夷菌素是从不吸水链霉菌武夷变种(Streptomyces ahygroscopicus var.wuyiensis)发酵产物中提取研制出的一种具有广谱抗菌作用的农用抗生素,对多种作物病原真菌具有良好的防治效果,同时还能有效提高植株的抗病性。但关于武夷菌素对茶树云纹叶枯病、轮斑病及其它叶部病害的控制效果还鲜有报道。因此,我们在实验室条件下测定分析了武夷菌素对这两种主要叶部病害病原菌的抑制作用,同时通过田间试验测定了武夷菌素对茶树云纹叶枯病、轮斑病和其它叶部病害的防治效果。分离纯化茶树云纹叶枯病和轮斑病病原真菌,研究武夷菌素对病原真菌生长发育的影响及武夷菌素对茶树叶绿素(Chl)、可溶性糖(WSS)、丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化与防效的关系,大田病害控制,试图较为全面地阐述武夷菌素的作用机制。1.通过对两种茶树叶片病害的症状及病原菌形态特征观察、致病性测定及其生物学特性研究,把这两种茶树叶片病害分别诊断为:茶云纹叶枯病,其病原菌为半知菌类的山茶刺盘孢Colletotrichum camelliae Massee(有性时期为子囊菌门的山茶球腔菌Guignardia camelliae(Cooke)Butler),试验结果表明,该菌能在多种培养基上生长,其中以PSA为最适培养基,菌丝生长最佳温度为25℃,在pH值5~8上生长最好,菌丝致死温度为65℃/15min;茶轮斑病,其病原真菌为Pestalotiopsistheae。该病原真菌也能利用多种培养基,其中PDA上生长最好、最佳生长温度25℃、最适pH值5~8、15min致死温度50℃。2.用不同浓度(8.3~25.0mg/L)武夷菌素处理病原真菌,显微观察发现,处理后的病原菌分生孢子萌发显着缓慢,萌发出的菌丝形态畸形且伸长受阻。在含有不同稀释浓度武夷菌素的PDA培养基上,随着药液浓度的升高,病菌菌落生长受到抑制加重,单位菌落的产孢量明显降低,且产生的分生孢子不同程度地畸形。药剂对病菌的抑制效果与药液浓度成正相关。用加入武夷菌素的培养液培养病菌7d后,培养液的相对电导率显着升高(P<0.05),这说明药剂能破坏液体中病菌菌丝的细胞膜结构和通透性。同时在含有武夷菌素培养基上产生的分生孢子侵染力也有明显下降。3.采用浓度为12.5mg/L的武夷菌素处理盆栽茶树,研究武夷菌素对茶叶片光合色素、可溶性糖(WSS)、丙二醛(MDA)含量,过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等活性的影响,研究发现武夷菌素能显着提高(P<0.01)茶叶片中叶绿素、可溶性糖含量,促进生长;同时还能诱导茶树丙二醛含量下降,增强体内抗病性相关酶(SOD、POD)活性,减缓茶树衰老、提高抗病性。4.测定该药剂在田间条件下对重庆当地主要茶树叶部病害的防治效果,采用原药的600×液并按25kg/667m~2的用量对茶树叶面喷雾2次。处理前调查试验茶园云纹叶枯病、轮斑病和其它叶斑病的病叶率分别为38.42%,13.53%和54.82%,病情指数分别为8.65%,5.74%和7.44%。两次武夷菌素喷药处理18d后调查,它们的病叶率分别为12.81%、6.12%和10.37%,病害严重度分别为5.27%、1.96%和2.07%;而在未施药对照区茶树上3种(类)病害的病叶率分别上升到44.68%、17.68%和84.84%,病情指数分别为13.52%、8.55%和9.86%。以对照病叶率计算武夷菌素对茶叶部病害的防效,分别为71.33%、65.38%和87.78%,而按病害严重度计算分别为61.02%、77.08%和79.01%7。经统计学显着性测验表明,武夷菌素对这些茶树病害的相对防病效果与多菌灵的病害控制效果没有显着的差异(P>0.05),但处理与对照茶树病害的病叶率和病情指数的差异都达到了极显着水平(P<0.001),这表明武夷菌素茶云纹病和轮斑病具有很好的控制效果,可以代替多菌灵在茶叶生产中应用。

张克诚, 林德忻, 石义萍, 曾洪梅[5]1995年在《武夷菌素防治真菌病害作用机制的初步研究》文中认为武夷菌素是由中国农科院植保所微生物室研制的一种新型农用抗生素,其主要组分属核苷类抗生素。实验结果表明:武夷菌素对多种农作物病害,尤其是真菌病害具有较好的防病增产效果。本试验通过分析武夷菌素对病原真菌菌丝生长、分生孢子形成、萌发和菌体内含物质的作用,初步探讨了武夷菌素防治真菌病害的作用机制。试验结果表明:

孙延忠, 曾洪梅, 石义萍, 李国庆[6]2003年在《武夷菌素对番茄灰霉菌(Botrytis cinerea)的作用方式》文中研究说明借助光镜和透射电镜观察了武夷菌素对番茄灰霉菌菌丝生长和分生孢子萌发的形态影响 ,结果表明 ,武夷菌素处理的菌丝异常生长 ,分生孢子萌发的芽管膨大缢缩 ,菌丝体内液泡增多 ;武夷菌素能引起菌丝细胞膜透性的变化 ,造成液体培养基电导率增加 ;同位素标记的14 C 谷氨酸、3 H 葡糖胺和 3 H 腺嘌呤掺入实验表明 ,武夷菌素能抑制菌丝蛋白质的合成 ,对细胞壁几丁质和核酸的合成没有影响

崔增杰[7]2010年在《武夷菌素活性部位的筛选及化学成分的研究》文中提出武夷菌素(Wuyiencin)是一种广谱、高效、低毒的农用抗生素,其产生菌是从福建省武夷山地区采集的一株链霉菌—不吸水链霉菌武夷变种(Streptomyces ahygroscopicus var. wuyiensis)。温室及田间试验表明,武夷菌素对蔬菜、果树、粮食等多种作物真菌病害有良好的防治效果,并且已广泛应用于农业生产中。在前期研究中,通过菌种诱变和原生质体融合等技术大幅度提高了武夷菌素的效价,对武夷菌素的发酵条件及作用机理等方面进行了探索,并成功的应用于武夷菌素的生产实践中。武夷菌素的化学结构的研究也取得了一定的进展,但其化学成分及结构还没确定,这也在一定程度上限制了武夷菌素在分子生物学、化学结构修饰等领域的研究。本文采用多种现代的分离纯化方法及结构鉴定技术,并结合生物活性的筛选,对武夷菌素的化学成分进行了研究。1.武夷菌素的初步分离。采用AB-8大孔吸附树脂柱层析技术对武夷菌素进行初步分离,用不同极性的水-甲醇(1:0,1:9,3:7,5:5,7:3,0:1)梯度洗脱,每个浓度1个柱体积,得到6个不同极性的部位,减压浓缩后,6个部位的干重分别为300 g,250 g,245 g,325 g,190 g,160 g。2.武夷菌素不同极性部位最小抑菌浓度测定。以红酵母、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、大肠杆菌、花生青枯菌、金黄色葡萄球菌、番茄叶霉菌为指示菌,采用杯碟法对初步分离得到的6个不同极性部位进行抑菌实验,并测定其最小抑菌浓度(MIC)。结果表明,6个部位对大部分指示菌都有很好的抑制作用,其中,水部位和甲醇部位的活性最好,MIC值分别为0.0625 mg/ml和0.5 mg/ml。3.武夷菌素化学成分的分离及纯化。根据活性测定的结果,确定甲醇部位和水部位为重点分离部位。甲醇部位溶解后,先经过Diaion HP-20SS柱层析,水-甲醇(1:0-0:1)梯度洗脱,得到10个部位,再采用硅胶、Diaion HP-20SS、MCI-gel CHP-20、Sephadex LH-20、Chromatorex ODS多种现代分离纯化技术,对甲醇部位进行了研究,分离得到了7个化合物,重量分别为300 mg,5 mg,6 mg,10 mg,3 mg,4 mg,5 mg。4.武夷菌素化学成分的结构分析测定。采用EI-MS、ESI-MS、dept、1H-NMR、13C-NMR等波谱学技术,对分离得到的单体化合物进行结构鉴定,共鉴定出3个化合物的分子结构,为首次从武夷菌素中分离得到。化合物1为苯甲酸,分子式C7H6O2,分子量122。化合物2为黄酮类化合物,分子式C30H18O11,分子量554。化合物7为有机胺类化合物,分子式C8H16N2O2,分子量172。其它化合物的结构正在解析中。

李雯[8]2015年在《葡萄霜霉病拮抗菌和抗生素筛选及其防治效果的研究》文中研究说明葡萄霜霉病(Grape Downy Mildew)严重危害葡萄生产,是制约葡萄产业健康发展的重要因素。目前对葡萄霜霉病的防治,仍以化学防控为主要措施,在葡萄生长季需多次、大量施用化学药剂,因此存在着病菌产生抗药性、环境污染和农药残毒等诸多问题。因此,开展葡萄霜霉病的生物防治研究具有重要意义。本文旨在通过葡萄霜霉病拮抗菌及抗生素的筛选,以期为葡萄霜霉病的生物防治提供理论依据和技术支持。葡萄霜霉病菌为一种专性寄生菌,存在着病菌难以获得、发病时间较长等问题,为了保证后期筛选拮抗菌和抗生素的顺利进行,开展了对葡萄霜霉病菌孢子囊形成及离体萌发适宜条件的研究。研究结果如下:1将接种葡萄霜霉病菌的离体葡萄叶片,设置不同光照、温度、湿度和养分的条件,观察其发病情况,发现在20℃黑暗、湿度为100%并加入2%乳糖的条件下,最适合葡萄霜霉病菌孢子囊的形成。采用水琼脂法固定孢子囊,研究葡萄霜霉病孢子囊离体萌发的条件,结果表明:葡萄霜霉病菌孢子囊悬浮液经4℃低温刺激0.5h,用2%乳糖置于15℃黑暗条件下培养,孢子囊萌发率最高,萌发率为85.3%。2在葡萄霜霉病离体叶片实验中,与龟裂链霉菌、CN300、6Y1混合的葡萄霜霉病孢子囊悬浮液,接于健康叶片5d后发病率分别为15%、10.83%、0%,较对照在α=0.05水平下有显着差异。将发病率较低的CN300、6Y1两种菌株采用摇床发酵的方法,对培养液不同浓度和不同成分进行葡萄霜霉病菌抑制效果的进一步研究,结果表明,真菌6Y1的菌丝对葡萄霜霉病的防治效果显着,并且随菌丝浓度的增加,防治效果越明显。通过形态学鉴定和18SrDNA ITS序列分析,确定6Y1为芸苔链格孢,为了获得更多对霜霉病菌有抑制作用的6Y1菌丝,通过单因素及L9(33)正交试验,研究6Y1发酵过程中培养基、转速、接种量、装液量对6Y1真菌菌丝产量的影响,确定转速为200 r/min,接菌量为2块、装瓶量为175mL的优化组合下,菌丝的产量最大,可达到0.907g/100mL。3用不同抗生素对健康葡萄叶片处理后,接种葡萄霜霉病菌孢子囊,测定其对葡萄霜霉病的预防效果,发现武夷菌素300倍、春雷霉素200倍、多抗霉素1000倍3种抗生素对葡萄霜霉病的预防效果分别为81.67%、55%、66.67%,井冈霉素无明显抑菌效果;在室内对已发病的葡萄叶片(清水洗掉孢子囊),喷洒4种抗生素,3d后观察治疗效果,结果表明春雷霉素对葡萄霜霉病菌有治疗作用。将脂溶性渗透剂与春雷霉素混合后,通过离体叶片治疗和田间治疗试验,结果表明脂溶性渗透剂对春雷霉素有一定的增效作用。

石义萍, 曾洪梅[9]2004年在《武夷菌素的研制与应用》文中研究说明武夷菌素是一种结构新颖、具有自主知识产权的抗真菌生物农药。是“七五”、“八五”、“九五”国家重点科技攻关项目。该项目对武夷菌素产生菌的分类与鉴定、有效组份的理化性质、分离纯化及化学结构鉴别、抑菌效果及生物检测方法的确立、高效菌株的筛选、发酵工艺的研究、毒

刘艳, 葛蓓孛, 刘炳花, 赵文珺, 张克诚[10]2016年在《武夷菌素产生菌CK-15遗传操作系统的优化》文中研究指明旨在优化武夷菌素产生菌不吸水链霉菌武夷变种CK-15的遗传操作系统,实现武夷菌素生物合成基因的高效敲除。以自杀性质粒pKC1132为载体,优化了外源DNA通过接合转移进入菌株CK-15的方法,确立了构建基因敲除突变株的最佳方案,最终成功得到了武夷菌素生物合成基因的双交换突变株。获得了菌株CK-15稳定高效的遗传操作系统,为进一步研究武夷菌素生物合成机理和对武夷菌素利用组合生物合成改造奠定基础。

参考文献:

[1]. 武夷菌素作用机制的研究[D]. 孙延忠. 华中农业大学. 2003

[2]. 武夷菌素对草莓白粉病和番茄灰霉病的控病效果及机理[D]. 武哲. 中国农业科学院. 2013

[3]. 武夷菌素产生菌CK-15细菌人工染色体(BAC)文库构建[D]. 王万群. 中国农业科学院. 2008

[4]. 武夷菌素对茶树主要叶部病害的控制作用[D]. 王志坤. 西南大学. 2008

[5]. 武夷菌素防治真菌病害作用机制的初步研究[C]. 张克诚, 林德忻, 石义萍, 曾洪梅. 全国生物防治学术讨论会论文摘要集. 1995

[6]. 武夷菌素对番茄灰霉菌(Botrytis cinerea)的作用方式[J]. 孙延忠, 曾洪梅, 石义萍, 李国庆. 植物病理学报. 2003

[7]. 武夷菌素活性部位的筛选及化学成分的研究[D]. 崔增杰. 中国农业科学院. 2010

[8]. 葡萄霜霉病拮抗菌和抗生素筛选及其防治效果的研究[D]. 李雯. 河北农业大学. 2015

[9]. 武夷菌素的研制与应用[C]. 石义萍, 曾洪梅. 第叁届全国绿色环保农药新技术、新产品交流会暨第二届全国生物农药研讨会论文集. 2004

[10]. 武夷菌素产生菌CK-15遗传操作系统的优化[J]. 刘艳, 葛蓓孛, 刘炳花, 赵文珺, 张克诚. 中国生物防治学报. 2016

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