2024年6月1日发(作者:)
江西农业学报2012,24(3):80~82
Acta Agriculturae Jiangxi
天然产物抗烟草花叶病毒(TMV)研究进展
杨爱娟 ,李宏光 ,谭济才 ,鲍政 ,张勤
(1.湖南农业大学生物安全科学技术学院,湖南长沙410128;2.湖南省郴州市烟草公司烟草科学研究所,湖南郴州423000)
摘要:综述了来自植物、微生物、动物和海藻的天然产物抗烟苹花叶病毒(TMV)的效果,并对在生产实践中利用不同来
源的天然产物防治烟草花叶病毒病进行了展望。
关键词:天然产物;烟草花叶病毒(TMV);防效
中图分类号:¥435.72文献标识码:A文章编号:1001—8581(2012)03—0080—03
Research Progress in Natural Products Resistant to Tobacco Mosaic Virus(TMV)
YANG Ai—juan ,LI Hong—guang ,TAN Ji—cai ,BAO Zheng ,ZHANG Qin
(1.College of Bio—safety Science and Technology,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China;
2.Tobacco Science Research Institute.Chenzhou Tobacco Company of Hunan Province,Chenzhou 423000,China)
Abstract:This paper summarized the anti—TMV effects of natural products from plants。microorganisms,animals and marine a1.
ga.and prospected the control of TMV by using various natural products in production practice.
Key words:Natural product:Tobacco mosaic virus(TMV);Control effect
烟草花叶病毒(Tobacco Mosaic Virus,TMV)从最初
发现至今已经有100多年了,由其引 的烟草花叶病在
世界各地均有发生。在我国尤其是南方植烟区,烟草花
质。根据功能差异,植物抗病毒蛋白主要分为可抑制蛋
白质合成的核糖体失活蛋白和与植物诱导抗病性相关的
蛋白两大类。
叶病是一种普遍发生、危害严重的病毒性病害。目前,虽
然对烟草花叶病的防治研究已经比较广泛和深入了,但
核糖体失活蛋白(Ribosome—inactivating Proteins,
RIPs)可以特异性地破坏核糖体,使蛋白质的合成受到不
随着人们对生态、健康和安全等问题的Et益重视,化学农
药、转基因等手段在生产中的使用正受到一定的限制,而
利用天然产物防治烟草花叶病逐渐成为新的研究
执占:
可逆的抑制,具有广谱抗植物病毒活性 。核糖体失活
蛋白广泛存在于高等植物体内,迄今为止已在大戟科、忍
冬科、蚕豆科、紫茉莉、美洲商陆、菠菜、康乃馨、玉米、大
麦等科属植物中发现了有核糖体失活蛋白的存在 。
林毅等 从绞股蓝(Fiveleafgynostemma Herb)茎叶中分
离到的核糖体失活蛋白,对TMV的抑制率超过9o%。
植物诱导抗性(Induced resistance)是指利用物理、
化学以及生物的方法,预先处理植物,诱导植物启动自身
的防御机制,增强对后续病原物的抵抗力。Prasad,et
al 从苦郎树(Clerodendrum inerme)中分离出两种蛋白
质,两者均可在较低浓度下诱导烟草对TMV的系统
抗性。
1植物源类抗烟草花叶病毒物质
根据现有研究结果,植物源活性物质抗烟草花叶病
毒的作用机理主要包括抑制病毒侵染、抑制病毒增殖以
及诱导植物产生抗病性等。植物源活性物质根据其分子
量大小又可划分为以下几类。
1.1大分子物质
1.1.1 多糖类多糖作为生物中的天然高分子化合物,
是构成生命体的四大基本物质之一。从苍耳幼苗中提取
的不同醇沉级分的苍耳多糖对TMV具有一定的抑制作
用 ,当浓度为1.0 mg/mL时,乙醇浓度为30%的条件
下获得的多糖对TMV的抑制率为48.36%。牛蒡低聚果
糖处理可诱导烟叶中抗病相关基因(包括PR—la、PR一
2、PR一3、 一1、P/一2和
1.1.2蛋白质类
)在烟草局部叶和系统叶
除RIPs和与植物诱导抗府J生相关的蛋白以外,还存
在其他类型的植物抗病毒蛋白,Baranwal,et al’ 还从鸡
冠花(Celosia cristata L.)叶片中提取到一种糖蛋白,接种
TMV前用该蛋白处理 C,nt烟,可抑制病毒的侵染。
1.2小分子物质作为天然产物重要来源的植物中具
有多种抑制烟草花叶病毒的小分子物质,主要有黄酮类、
生物碱类、挥发油等。常见的植物源抗TMV有效小分子
物质如表1所示。
中大量表达,从而诱导烟草对烟草花叶病毒产生抗性 。
植物源的蛋白类抑制物是抗烟草花
叶病毒物质研究中发现最早、研究最深入的一类活性物
收稿日期:2012~01—08
基金项目:郴州烟一稻轮作区浓香型有机烟叶研究与开发(SZBCW2011);尢公害烟叶生产关键技术研究与示范(2009160502)。
作者简介:杨爱娟(I987~),女,湖南邵阳人,硕士,研究方向为植物保护。 通讯作者:谭济才。
3期 杨爱娟等:天然产物抗烟草花叶病毒(TMV)研究进展 81
0.2 mg/mL的1一苯基一1,3,5一三庚炔具有显著的 黄酮甙对病毒无直接杀灭作用 。马齿苋中VFB抑制
抗TMV活性,明显抑制烟草体内TMV外壳蛋白基因的 病毒侵染导致的细胞膜通透性增大;增强SOD、CAT、13—
表达 。大蒜挥发油可以通过对巯基的氧化而使蛋白 1,3一葡聚糖酶和几丁质酶等细胞防御酶活性,同时与抗
质变陛,使部分病毒粒体断裂,因而对TMV具有一定的
病性相关脯氨酸和总游离氨基酸的含量有显著提高 ,
体外抑制作用 。黄酮甙对TMV体外钝化作用明显,但 诱导植物产生抗病性,增强烟草对TMV侵染的抵抗
对烟草体内病毒复制无显著的抑制效果;透析或萃取可
能力。
解离黄酮甙与TMV外壳蛋白结合,使病毒恢复侵染力;
表1植物源抗烟草花叶病毒小分子物质
2微生物源类抗烟草花叶病毒物质
草芽孢杆菌W—Qx一1的发酵液中提取了碱性蛋白酶,
2.1真菌我国食用菌种类繁多,资源丰富。近年来,
发现该酶对TMV的体外钝化作用明显,并且该酶对
从食用菌中发现了多种抗植物病毒的蛋白,而且它们表
TMV的初侵染和体内复制增殖也具有一定的抑制效果。
现出很强的抗病毒活性。付鸣佳等 从金针菇
3动物和海藻源类抗烟草花叶病毒物质
(Flammulina velutip )、杏鲍菇(Pleurotus eryngii)的子实
3.1动物源类物质壳寡糖也叫几丁聚糖,昆虫、海洋
体中分别分离出抑制TMV的活性蛋白 100 mL花
软体动物以及虾蟹壳中都含有壳寡糖成分,壳聚糖再降
脸蘑(Lepista sordida)子实体的蛋白粗提液诱导烟草抗
解制得氨基寡糖素,氨基寡糖素不仅可以诱导烟草产生
TMV的侵染枯斑抑制率可达83.97%
对病毒的系统获得抗病性 ,而且还能直接钝化烟草花
食用菌的子实体尽管可以作为开发抗烟草花叶病
叶病毒,使病毒的侵染性降低 。马镝等 。。研究发现,
毒制剂的材料,但这样会大大提高成本和延长生产周期。
壳寡糖对烟草还具有一定的体外保护作用,用浓度为40
卢娜等。刀 测定了黑平菇(Pleurottt ̄ostreatus)菌株菌丝体
g/mL的壳寡糖对烟草进行处理,对心叶烟的枯斑抑制
的PBS提取液、胞内粗多糖和发酵滤液对烟草花叶病毒
率为78.0%;对普通烟NC89的防治效果为32.4%,与对
的抑制率,分别达到了66.54%、83.39%和54.3%。吴
照药剂的效果相当。
艳兵等 发现毛头鬼伞中的多糖CCP60a对TMV外壳
褐藻酸钠寡糖激发子诱导烟草抗TMV活性的测定
蛋白的体外聚合具有较强的抑制作用。抗病毒制剂对病
结果表明:褐藻酸钠寡糖具有诱抗活性,最佳诱抗浓度为
毒外壳蛋白的聚合过程有干扰作用,对后续的组装步骤
25 I ̄g/mL,是壳聚糖最佳诱抗浓度的一半 。
产生影响,进而对病毒在寄主体内的远距离传播和病毒
3.2海藻源类物质李凌绪 采用半叶法对8种海藻
的侵染活性产生抑制作用,从而达到抗病毒的效果。
粗提物抗烟草花叶病毒的活性进行了测定,结果表明:铁
植株体内防御酶系的变化对植物体产生诱导抗性
钉菜石油醚和乙酸乙酯萃取相、羊栖菜水萃取相对TMV
起到了很重要的调控作用,研究发现平菇蛋白粗提液能
体外抑制作用均达到90%以上;此外铁钉菜石油醚萃取
够提高烟草叶片内防御酶的活性,从而诱导烟草抗TMV
物还可以提升多酚氧化酶和过氧化物酶的活性。刘振
的活性升高 。吴惠惠等 报道1种细菌蛋白CZ可
宇 从海藻类孔石莼中提取纯化得到一个对TMV侵染
以提高被处理烟叶中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物
具有抑制作用的碱性蛋白,当浓度为50 g/mL时,该碱
酶(POD)的活性,电镜下观察到该细菌蛋白能打破TMV
性蛋白在心叶烟上对TMV侵染的抑制率达85.6%。从
粒体的规则排列,与TMV粒体不可逆地结合,从而降低
铜藻、裙带、海带和昆布中提取的褐藻酸钠在烟草花叶病
病毒的侵染力。
发病初期喷洒,也有一定的防病效果 。
2.2细菌有学者利用碱性蛋白酶水解植物病毒外壳
4展望
蛋白防治植物病毒病,王伟伟等 从产碱性蛋白酶的枯 从上述不同来源的天然产物防治烟草花叶病毒的
82 江西农业学报 24卷
效果来看,植物源天然产物具有一些独特的优势,主要因
为植物资源广泛,而且植物是生物活性化合物的天然宝
[8 J陈启建,欧阳明安,吴祖建,等.金鸡菊(Coreopsis drumnunMii)
的抗TMV活性物质[J].应用与环境生物学报,2009,15(5):
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库,其产生的次生代谢产物超过2(】万种,其中不乏对植
物病毒病有效的成分,从植物宝库中发掘具有高效抗
TMV的活性物质具有十分广阔的应用前景。在当前研
[9]陈启建,刘国坤,吴祖建,等.大蒜挥发油抗烟草花叶病毒机理
[J].福建农业学报,2006,21(1):24—27.
[1O]陈启建,刘国坤,吴祖建,等.26种植物提取物抗烟草花叶病
毒的括性[J].福建农林大学学报:自然科学版,2004,33(3):
3【x】一3o3.
究中,植物源天然产物依然存在着一些亟须解决的问题,
如有相当一部分研究是以植物粗提物为研究对象的,其
成分和作用机制复杂;另一方面一些研究者对植物源天
然活性成分的构效关系、抑制病毒机理等基础研究缺乏
[1 1]马晓东,陈珊珊,李重九.丙酰紫草素对烟草花叶病毒外壳蛋
白的钝化作用研究初探[J].分析测试学报,2008,27(S):76
应有的深度。微生物来源的天然产物主要是一些蛋白
质,应用中也存在一些诸如抗病毒蛋白的分离纯化比较
困难,而且病毒抑制剂绝大多数是病毒侵染抑制物,在实
际使用中存在有效期短、受环境影响大等缺点。有关动
物及海藻类天然产物防治烟草花叶病毒的报道较少,造
成这种现象的主要原因可能是可用的动物较少,藻类资
源具有一定的地域局限性。
现阶段,一些天然产物已开发为产品并广泛应用于
生产实践中,如以壳聚糖为有效成分的施特灵、2.0%氨
基寡糖素水剂等,在烟草苗期或病毒病发病初期每隔7 d
连续喷施2.0%氨基寡糖素3~4次,防效可达72.4%~
77.9% 。另外有效成分为0.5%的菇类蛋白多糖的抗
毒剂1号、抗毒丰、菌毒宁具有预防性抗病毒病作用,并
能促进植物生长,而且对人、畜低毒安全。随着萃取技术
和现代生物发酵新工艺的发展,将会有越来越多的天然
产物用于农作物的病虫害防治,这对我国农业和环境的
可持续性发展具有重要意义。
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(下转第84页)
84 江西农业学报 24卷
96.56%、95.48%和93.95%;最差的为25%灭幼脲Ⅲ号
悬浮剂1500倍液,防效仅64.27%。药后10 d防治效果
言不是很好,但10 cl后的防治效果也分别达到97.42%
和93.40%,说明这种生物农药速效性不太好,但持效性
还比较好。选用生物农药可以避免使用化学农药对天敌
的杀伤,有利于林间生物之间的平衡及相互抑制,相对化
学农药也更能预防主要害虫或次要害虫的大暴发。
3、5、10 d后的防效:1.8%阿维菌素乳油与48%毒
死蜱乳油500倍液、1000倍液之间没有差异,但与48%
最好的为16000 U/mg BT可湿性粉剂500倍液,防效达
98.29%;其次是1.8%阿维菌素乳油500倍液,防效达
98.27%;然后是48%毒死蜱乳油500倍液、25%灭幼脲
Ⅲ号悬浮剂500倍液和1.8%阿维菌素乳油1000倍液,
防效分别达97.24%、97.12%和96.82%;最差的为25%
灭幼脲Ⅲ号悬浮剂1500倍液,防效仅72.49%。
表1几种药剂处理对柳蓝叶甲幼虫的防治效果%
毒死蜱乳油1500倍液间有明显差异;BT可湿性粉剂500
倍液与1000倍液及1500倍液间有明显差异。25%灭幼
脲Ⅲ号悬浮剂500倍液、1000倍液及1500倍液相互之间
均有明显差异。
经观察,几种药剂中1.8%阿维菌素乳油500倍液、
1.8%阿维菌素乳油1000倍液、48%毒死蜱乳油500倍
液和48%毒死蜱乳油1000倍液对成虫有明显的防治效
果。所有药剂对低龄幼虫的防治效果要高于对高龄幼虫
的防治效果,但差异不大,其中25%灭幼脲Ⅲ号悬浮剂
500倍液、1000倍液对卵也能产生较明显的抑制作用。
综上所述,在对柳蓝叶甲幼虫进行防治时应首先选
用16000 U/mg BT可湿性粉剂500倍液和25%灭幼脲Ⅲ
号悬浮剂1000倍液,适当提前施药进行预防;在发生盛
注:同列数据不同字母表不在o.05水平上差异显著(Duncan法)。
期再选用1.8%阿维菌素乳油1000倍液和48%毒死蜱
乳油1000倍液进行防治。这样进行综合防治能降低竹
柳的柳蓝叶甲危害率50%以上。
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3小结与讨论
每种药剂随着浓度增高杀虫效果依次增强,其中
1.8%阿维菌素乳油1000倍液和48%毒死蜱乳油1000
倍液3 d后的防治效果为90%以上,且10 d后的防治效
果仍能保持在94.15%以上。说明这两种农药对柳蓝叶
甲幼虫速效性强、持效性长,是防治柳蓝叶甲幼虫的理想
农药。
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本试验选用生物农药中16000 U/mg BT可湿性粉剂
500倍液3 d后的防治效果为90%以上,且10 d后的防
治效果高达98.29%;25%灭幼脲Ⅲ号悬浮剂500倍液和
25%灭幼脲Ⅲ号悬浮剂1000倍液3 d的防治效果相对而
(上接第82页)
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