蛋白质农药研究与产业化进展

<正>蛋白质农药是由微生物产生的,对多种农作物具有生物活性的蛋白激发子类药物。通过激发植物自身的抗病防虫、生长发育相关基因的表达,增强植物的免疫能力,促进植物生长。蛋白质农药的作用机理在性质上类似动物免疫的抗病机制,属于一种新型、广谱、高效、多功能生物农药。     

小菜蛾类钙粘蛋白cDNA片段的克隆和序列分析

鳞翅目昆虫中肠刷状缘膜囊泡（brush border membrane vesicles，BBMV）有两类能与Cryl毒素结合的受体蛋白，一类是氨基肽酶N（APN），另一类是类钙粘蛋白（cadherin-like protein）。Gahan等（2001）报道了烟芽夜蛾中肠类钙粘蛋白基因失活导致了烟芽夜蛾（Heliothis viresce）对Bt毒素CrylA产生了高抗性，引起了各国科研人员的关注。近年来，先后有多种昆虫类钙粘蛋白基因被克隆和测序（Gahan et al．，2001：Morin et al．，2003）。     

植物激活蛋白对白术根腐病和斑枯病的诱抗效果及其对产量的影响

植物激活蛋白能显著提高白术对病害的抗性。试验表明700~1300倍液植物激活蛋白喷施白术叶面,隔30 d喷1次,对白术根腐病和斑枯病的诱抗效果分别达53.9%~81.2%和39.7%~63.3%。植物激活蛋白能显著提高白术商品性和产量,白术的单术重量增加35%以上,白术产量提高46%以上。6月初使用700倍激活蛋白,间隔30 d,整个生长期使用5次对白术抗病增产效果最好,对斑枯病诱抗效果达63.3%,增产129.93%。     

植物激活蛋白对水稻抗性相关基因转录水平的影响

 在cDNA芯片分析结果的基础上，对从交链孢真菌（Alternaria spp.）中提取的新型植物激活蛋白对水稻抗病相关基因转录水平的影响进行了研究，同时检测了抗病防御相关酶活性和稻瘟菌抗性的变化。结果表明，水稻幼苗经 2 g·ml-1激活蛋白喷雾处理后，NPR1基因从第天时转录水平开始提高，第3天和5天时转录活性继续增强；EIN2基因的转录在第1天、3天时转录水平显著提高，第5天时又有所回复，但仍高于对照；CTR1的转录在第1天时虽无影响，但第3天和第5天转录水平明显降低，而PR4 的转录在各检测时段均未表现明显变化。5 d后叶片的稻瘟菌病情指数和平均每叶病斑数开始显著降低，14 d时对稻瘟菌的诱抗效果最为明显。叶片苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性在处理后1 d迅速增加，7 d和9 d时活性增加达到高峰期； -1,3-葡聚糖酶活性在处理后3 d开始增加，5 d时增幅最大，随后增幅降低，14 d时略低于对照水平；几丁质酶活性在处理后前3 d低于对照，5 d后活性平稳增加，14 d时降至略低于对照的水平。     

格氏线虫表皮蛋白和分泌蛋白抑制昆虫免疫活性的比较

格氏线虫表皮蛋白和分泌蛋白都具有抑制昆虫免疫反应的能力,能够帮助侵染期线虫侵染寄主,但两者所含蛋白组分并不相同,从而导致蛋白活性也有所差异。本研究采用乙醇萃取和昆虫匀浆诱导,分别从侵染期的格氏线虫体表及分泌物中得到了表皮蛋白和分泌蛋白,并比较了这两者之间的异同。结果表明,无论是在昆虫体内还是体外,侵染期线虫表皮蛋白和分泌蛋白都具有抑制昆虫免疫反应的生物活性,并且分泌蛋白的活性更强。本研究为进一步研究线虫侵染与昆虫免疫间的相互关系和线虫抑制昆虫免疫反应的作用机理提供了科学佐证。     

水稻品种日本晴粳稻组培培养基的筛选及转稻瘟菌蛋白激发子基因植株的获得

采用B6、MS和NB 3种培养基,以粳稻(Oryza sativa ssp.japonica)品种日本晴的成熟胚为受体材料进行组织培养,比较了3种培养基的效果.结果表明,在3种培养基中,NB培养基对愈伤组织的诱导效果最好,转化效率最高,最适合于日本晴成熟胚的组织培养.在此基础上,通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)导转化法将稻瘟菌蛋白激发子基因pcmG1导人日本晴基因组,获得了转基因水稻植株.PCR、Northern blot和Western blot分别证实了pcmG1基因的整合、转录和表达.遗传分析表明,外源基因在转基因日本晴后代中的分离符合3:1的理论比例.     

蛋白质激发子Hrip1对小麦黄矮病的诱抗作用

小麦黄矮病是由大麦黄矮病毒（barley yellow dwarf virus，BYDV）引起的一种小麦病毒病，其传播介体是小麦蚜虫，在小麦生产中造成巨大的经济损失。近年来，植物诱导抗性作为一种新兴的植物病虫害防治措施引起了广泛的关注。蛋白质激发子Hrip1可以激活多种植物的免疫防御反应诱导植物产生广谱抗性。本研究评价了Hrip1对小麦黄矮病的诱抗效果。用30 μg/mL的Hrip1溶液进行小麦浸种和幼苗喷雾，随后接种BYDV，接种后第14 d，Hrip1对小麦黄矮病控制效果在50%以上，接种后第21 d控制效果仍在30%以上。实时荧光定量PCR检测结果显示，在Hrip1处理的小麦幼苗体内，BYDV外壳蛋白mRNA的数量显著低于对照组；EPG结果显示，在Hrip1处理的小麦幼苗上，麦二叉蚜寻找叶片刺吸位点和韧皮部取食位点的时间增加。以上结果表明：Hrip1能够有效地抑制BYDV在小麦体内的增殖；影响传毒媒介麦二叉蚜的取食行为，抑制其传毒能力。此外，Hrip1处理小麦能有效缓解BYDV引起的叶片黄化和植株矮化的症状。因此，Hrip1可以作为生物诱导剂综合控制小麦黄矮病。     

基于微流控芯片电泳的番茄黄化曲叶病毒快速检测

【目的】探索微流控芯片电泳方法在PCR产物检测方面的效果,并建立针对番茄黄化曲叶病毒（Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV）的微流控芯片电泳检测方法,弥补琼脂糖凝胶电泳方法在试剂消耗、所用时间、安全性方面的缺陷。【方法】通过对TYLCV的基因组进行分析后,在该基因组中相对稳定的位置设计引物,同时兼顾引用已被研究者研究过的引物,对这些选择的引物进行特异性、稳定性、灵敏度等方面的验证,筛选出用于后续试验的引物。选择DNA标准物φX174/BsuR I(Hae Ⅲ) marker,分别进行琼脂糖凝胶电泳和微流控芯片电泳,对二者在耗材、耗时和灵敏度方面进行比较,确定微流控芯片电泳在核酸检测方面的应用价值。利用筛选出的其中1对引物对番茄叶片的实际样品进行PCR扩增,随后通过微流控芯片电泳对其进行检测,以此探讨微流控芯片电泳在病毒检测方面的检测效果。【结果】共筛选出14对TYLCV备用引物,其中2对引自文献,12对为本文设计,每对引物均可满足微流控芯片检测要求。选择其中1对引物TYLCV-T作为随后的研究对象。利用琼脂糖凝胶电泳和微流控芯片电泳对DNA标准物检测,结果表明微流控芯片电泳在耗时方面不足琼脂糖凝胶电泳的1/10,约为13 min,试剂消耗为琼脂糖凝胶电泳的1/8,检测灵敏度方面至少比琼脂糖凝胶电泳高103倍,根据DNA标准物原液浓度计算可知,微流控芯片电泳至少可准确检测到浓度为5×10-6 μg?μL-1的核酸样品。利用微流控芯片电泳对TYLCV-T扩增的TYLCV PCR产物进行检测,将检测峰值图与DNA标准物的峰值图时间比较,就可判断出产物峰的大小范围。【结论】筛选出的关于TYLCV的备用引物可作为进一步研究微流控芯片技术在该病毒检测方面的基础;通过将琼脂糖凝胶电泳和微流控芯片电泳进行比较,确立了后者在核酸检测方面的应用价值;通过微流控芯片电泳对TYLCV PCR产物的检测,建立了基于微流控芯片电泳的TYLCV快速检测方法,为TYLCV的快速检测提供新的技术支持。     

植物激活蛋白对玉米抗病相关酶活性的影响

以稀释1000倍的植物激活蛋白粗提液处理玉米,以稀释1000倍的pH6.8磷酸缓冲液作对照,分别在处理后1、4、7、10、13和16d测定了玉米中苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、几丁质酶和多酚氧化酶活性。结果表明:在不同时期处理后4种酶活性比对照有所提高,说明植物激活蛋白能诱导玉米抗病性。