论文部分内容阅读
MalforminA1是曲霉属真菌代谢产生、具有调节植物生长作用的一种天然环五肽。前期研究表明,malforminA1具有显著的抗烟草花叶病毒(Tobaccomosaicvirus,TMV)活性。本论文采用Western-blot、绿色荧光蛋白标记、荧光光谱法、高效液相色谱法和实时荧光定量PCR的方法,对malforminA1抑制烟草花叶病毒增殖的作用机理进行研究,取得了如下研究结果:
采用Western-blot检测malforminA1对TMV外壳蛋白在系统侵染寄主普通烟草K326(Nicotianatabacumcv.K326)体内表达的影响。结果表明,malforminA1对TMV外壳蛋白在寄主植物体内的表达具有显著的抑制作用,并且呈明显的剂量相关性。浓度为150μM的malforminA1,几乎可以完全抑制TMV外壳蛋白在寄主植物体内的表达。
通过绿色荧光蛋白标记的方法,用不同浓度的malforminA1与含TMV表达载体的质粒P35S:30B:GFP转化后的农杆菌EHA105(Agro35S-30B:GFP)混合注射本氏烟(Nicotianabenthamiana),通过观察绿色荧光在植物体内的分布,评价malforminA1对TMV在寄主植物体内的增殖和扩散的影响。结果表明,malforminA1(含有Agro35S-30B:GFP)浓度为100μM时,可以显著抑制烟草花叶病毒在寄主植物体内的增殖和扩散。
实验过程中发现,用malforminA1处理烟草时,可诱导烟草叶片产生紫外(365nm)下可见蓝色荧光。基于这种现象,开展了如下研究:
(1)采用薄层色谱法结合柱层析包括MCI柱层析、RP-18层析柱、硅胶柱层析等,分离纯化获得了malforminA1诱导烟草产生的紫外照射下可见蓝色荧光物质,并通过核磁共振图谱(1H和13CNMR、DEPT、COSY、HMQC、HMBC以及NOESY)解析,确定该物质为东莨菪苷(scopolin)。
(2)用不同浓度的malforminA1注射烟草,采用荧光光谱法与高效液相色谱法定量分析与检测诱导产生的蓝色荧光强度及东莨菪苷含量。结果表明,用malforminA1处理TMV系统侵染寄主普通烟草K326和枯斑寄主心叶烟(Nicotianaglutinosa)后均可产生蓝色荧光物质—东莨菪苷,且产生的荧光强度和东莨菪苷的含量与malforminA1的浓度呈正相关。
(3)已有研究表明,香豆素类物质东莨菪苷及其苷元—东莨菪内酯(scopletin)是烟草体内重要的植物保卫素。两者对TMV没有直接抑制作用,但是,烟草受到环境胁迫或外源物质刺激时,在烟草葡萄糖基转移酶(TOGTs)调控下,将东莨菪内酯转化为水溶性较好的东莨菪苷,并转移到液泡发挥抗TMV作用。为了证实malforminA1是否诱导植物抗病性,本论文采用实时荧光定量PCR检测了malforminA1处理对烟草抗病相关基因PR1、NPR1和JAZ3,以及植物保卫素东莨菪苷生物合成途径中的2个关键调控基因F6′H1和F6′H2相对表达量的影响。结果表明,malforminA1(5μM)可以诱导烟草病程相关蛋白基因PR1的大量表达,而NPR1和JAZ3表达水平显著下降,F6′H1表达水平显著上升,F6′H2表达水平没有显著变化。
综上所述,malforminA1可以显著抑制TMV病毒外壳蛋白的表达,影响病毒在寄主植物体内的增殖和扩散,并且malforminA1可以诱导寄主植物合成和积累植保素—东莨菪苷,刺激植物产生病程相关蛋白及调控抗病反应相关基因的表达,激活寄主植物的防卫反应,提高植物对TMV的抗病性。
采用Western-blot检测malforminA1对TMV外壳蛋白在系统侵染寄主普通烟草K326(Nicotianatabacumcv.K326)体内表达的影响。结果表明,malforminA1对TMV外壳蛋白在寄主植物体内的表达具有显著的抑制作用,并且呈明显的剂量相关性。浓度为150μM的malforminA1,几乎可以完全抑制TMV外壳蛋白在寄主植物体内的表达。
通过绿色荧光蛋白标记的方法,用不同浓度的malforminA1与含TMV表达载体的质粒P35S:30B:GFP转化后的农杆菌EHA105(Agro35S-30B:GFP)混合注射本氏烟(Nicotianabenthamiana),通过观察绿色荧光在植物体内的分布,评价malforminA1对TMV在寄主植物体内的增殖和扩散的影响。结果表明,malforminA1(含有Agro35S-30B:GFP)浓度为100μM时,可以显著抑制烟草花叶病毒在寄主植物体内的增殖和扩散。
实验过程中发现,用malforminA1处理烟草时,可诱导烟草叶片产生紫外(365nm)下可见蓝色荧光。基于这种现象,开展了如下研究:
(1)采用薄层色谱法结合柱层析包括MCI柱层析、RP-18层析柱、硅胶柱层析等,分离纯化获得了malforminA1诱导烟草产生的紫外照射下可见蓝色荧光物质,并通过核磁共振图谱(1H和13CNMR、DEPT、COSY、HMQC、HMBC以及NOESY)解析,确定该物质为东莨菪苷(scopolin)。
(2)用不同浓度的malforminA1注射烟草,采用荧光光谱法与高效液相色谱法定量分析与检测诱导产生的蓝色荧光强度及东莨菪苷含量。结果表明,用malforminA1处理TMV系统侵染寄主普通烟草K326和枯斑寄主心叶烟(Nicotianaglutinosa)后均可产生蓝色荧光物质—东莨菪苷,且产生的荧光强度和东莨菪苷的含量与malforminA1的浓度呈正相关。
(3)已有研究表明,香豆素类物质东莨菪苷及其苷元—东莨菪内酯(scopletin)是烟草体内重要的植物保卫素。两者对TMV没有直接抑制作用,但是,烟草受到环境胁迫或外源物质刺激时,在烟草葡萄糖基转移酶(TOGTs)调控下,将东莨菪内酯转化为水溶性较好的东莨菪苷,并转移到液泡发挥抗TMV作用。为了证实malforminA1是否诱导植物抗病性,本论文采用实时荧光定量PCR检测了malforminA1处理对烟草抗病相关基因PR1、NPR1和JAZ3,以及植物保卫素东莨菪苷生物合成途径中的2个关键调控基因F6′H1和F6′H2相对表达量的影响。结果表明,malforminA1(5μM)可以诱导烟草病程相关蛋白基因PR1的大量表达,而NPR1和JAZ3表达水平显著下降,F6′H1表达水平显著上升,F6′H2表达水平没有显著变化。
综上所述,malforminA1可以显著抑制TMV病毒外壳蛋白的表达,影响病毒在寄主植物体内的增殖和扩散,并且malforminA1可以诱导寄主植物合成和积累植保素—东莨菪苷,刺激植物产生病程相关蛋白及调控抗病反应相关基因的表达,激活寄主植物的防卫反应,提高植物对TMV的抗病性。