新型寡糖类植物免疫诱抗剂制备及作用机制研究

植物免疫诱抗剂是一类能够激活植物免疫反应,增强植物抗病性的一类物质。其不仅无毒无害,而且能增强植物抵抗病原体的能力,可有效代替农药。随着国家“减肥Etoposide,减药”政策的推进实施,植物免疫诱抗剂将在农业病虫害防治领域具有广阔的应用前景。寡糖是近年来植物免疫诱抗剂研究中效果较好的一类,但与传统农药相比,仍存在种类较少,成本较Biophilia hypothesis高和效果有限等问题,极大限制了其在农业生产中的推广应用。为此,本文以成本低且品质稳定的可得然胶、韦兰胶和透明质酸为原料,采用低成本制备工艺,获得三种寡糖类植物免疫诱抗剂,并通过拟南芥/丁香假单胞菌番茄致病变种DC3000(Pst DC3000)侵染评价体系证明,以酶解法制备的可得然胶寡糖效果最好,后通过考察抗性基因表达、ROS生成和防御酶活差异,研究可得然胶寡糖的植物免疫诱抗的作用机制。主要实验结果如下:(1)经酶解、酸解工艺开发,制备得到可得然胶寡糖、韦兰胶寡糖和透明质酸寡糖。其中,可得然胶寡糖采用实验室筛选获得的一株哈茨木霉菌发酵酶解得到。对拟南芥病情指数的分析结果表明,可得然胶寡糖、韦兰胶寡糖和透明质酸寡糖的最适预处理浓度分别为50、25和25 mg/L,与空白组相比,上述三种寡糖预处理拟南芥后的病情指数分别降低了41.20%、38.52%和35.13%,其中可得然胶寡糖效果最优。(2)通过对拟南芥防御通路激活情况、ROS的产生和防御酶活变化研究,分析了可得然胶寡糖激活拟南芥植物免疫的机制。可得然胶寡糖可激活拟南芥pr1、pr2和pr5三种水杨酸途径抗性标记基因,分别使其上调表达10.93倍、6.97倍和8.10倍,但并未显著激活茉莉酸途径抗性标记基因pdf1.2和vsp;同时,基于水杨酸和茉莉酸途径突变体的实验结果也表明,可得然胶寡糖使茉莉酸途径突变体病情指数降低了24%,并激活茉莉酸突变体中的水杨酸途径抗性标记基因pr1、pr2和pr5,但在水杨酸途径突变体中,相关基因表达量并未显著提高。此外,通过荧光显微镜观察到,可得然胶处理组中拟南芥叶片下表皮气孔周围有明显的ROS生成,且POD、SOD、CAT和PAL四种防御酶的酶活分别提高了1.94倍、1.33倍、1.99倍和1.04倍。初步证明,可得然胶寡糖是通过拟南芥水杨酸途径激活植物免疫反应,并引起叶片气孔selleck BI 10773周围ROS积累和防御酶活升高。