草茎点霉毒素Ⅲ对鸭跖草致病机理研究

杂草病原真菌产生的具有杀草活性的植物毒素，往往具有新颖的化学结构及独特的作用位点，是开发生物源除草剂及新颖先导化合物的重要源泉。草茎点霉SYAU-06菌株是鸭跖草高致病性菌株，从其培养滤液中纯化获得了草茎点霉毒素Ⅲ。该毒素致病作用与光照无关，可迅速导致叶片失绿，且与已报道的草茎点霉毒素分子量均不同。本项目在进一步精确鉴定草茎点霉毒素Ⅲ的化学结构；研究其对鸭跖草叶片细胞膜和叶绿体超微结构的影响；从鸭跖草叶片克隆脂烯酰基酰基载体蛋白还原酶（ENR）基因，从转化的大肠杆菌中纯化ENR，研究草茎点霉毒素Ⅲ对ENR活性的影响，揭示草茎点霉毒素Ⅲ通过抑制脂肪酸合成而破坏细胞膜的机理；研究草茎点霉毒素Ⅲ对叶绿素酶活性的影响，以及对类胡萝卜素合成关键酶基因表达的影响，揭示其对叶绿素破坏作用的机理。明确草茎点霉毒素Ⅲ的作用位点，为进一步开发新型生物除草剂、寻找新型除草剂先导化合物及作用靶标奠定基础。

草茎点霉SYAU-06菌株是鸭跖草高致病性菌株，本项目从其培养滤液中分离纯化草茎点霉毒素Ⅲ，鉴定草茎点霉毒素Ⅲ的化学结构并研究其作用机理。研究发现草茎点霉SYAU-06菌株的培养滤液具有除草活性，可以强烈抑制鸭跖草种子萌发、胚根和胚芽的伸长，抑制植株生长并引起叶片失绿。系统研究了除草活性物质的产生条件和提取条件。以生物活性测定为导向，采用薄层层析法（TLC）、高速逆流色谱法（HSCCC)、高效液相色谱法（HPLC）纯化出草茎点霉毒素Ⅲ，结合IR、MS、NMR的检测和元素分析，鉴定出草茎点霉毒素Ⅲ为2-甲基-3,5-二硝基苯甲酸甲酯，分子式C9H8N2O6，分子量240。通过透射电镜研究了草茎点霉毒素Ⅲ对鸭跖草叶片细胞膜和叶绿体超微结构的影响。研究了草茎点霉毒素对鸭跖草叶片组织细胞膜透性、丙二醛（MDA）含量、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化氢酶（CAT）以及过氧化物酶（POD）活性等生理生化反应的影响。研究草茎点霉毒素Ⅲ对鸭跖草脂肪酸种类和含量的影响，揭示草茎点霉毒素Ⅲ通过抑制脂肪酸合成而破坏细胞膜的机理；研究草茎点霉毒素Ⅲ对叶绿素含量和叶绿体功能的影响，揭示其对叶绿素破坏作用的机理。项目明确草茎点霉毒素Ⅲ的作用位点，为进一步开发新型生物除草剂、寻找新型除草剂先导化合物及作用靶标奠定基础。