玉米彎孢葉斑病菌毒素化學及作用機理研究.pdf

1、本文首次對玉米彎孢葉斑病菌毒素的離體產(chǎn)生條件、基本特性、?；蕴攸c、毒素對寄主細胞質(zhì)膜的傷害機制及活性成份分離、純化技術(shù)及化學結(jié)構(gòu)進行了系統(tǒng)的研究。為了解玉米彎孢葉斑病菌毒素的致病機理、不同品種玉米的抗性反應及毒素活性物質(zhì)的化學成份，從而為玉米抗病育種和科學利用玉米彎孢葉斑病菌毒素是提供可靠的理論基礎。具體的研究結(jié)果如下： 首次對玉米彎孢葉斑病菌毒素的產(chǎn)生條件進行研究，得到最佳培養(yǎng)條件：(1)玉米彎孢葉斑病菌在幾種供試培養(yǎng)基中，

2、在改良Fries培養(yǎng)基產(chǎn)毒能力最強；(2)玉米彎孢菌在25℃時培養(yǎng)液的毒力作用最大；(3)當培養(yǎng)液的pH為8時，彎孢菌產(chǎn)毒能力最強；(4)光暗交替、振蕩培養(yǎng)的狀態(tài)下產(chǎn)毒最佳；(5)產(chǎn)毒的最佳時間為20d。這些條件與其菌絲生長、產(chǎn)孢有一定差異，表明玉米彎孢葉斑病菌的生長與產(chǎn)毒條件并不完全一致。 玉米彎孢葉斑病菌毒素粗提液的基本特性研究顯示：(1)毒素粗提液在60℃和100℃的溫度下處理一段時間后仍有生物活性；(2)當用甲醇處理毒素

3、粗提液后，非蛋白部分具有致病活性，據(jù)此可以玉米彎孢葉斑病菌毒素為一類極性較大的非蛋白類物質(zhì)；(3)該毒素對光不敏感，在用光照處理后仍具有活性；(4)用不同的有機溶劑萃取后，萃取濃縮液的生物活性非常小，因此在分離毒素時，不宜采用萃取的方法。毒素這些基本性質(zhì)的揭示為分離純化毒素提供了可靠的依據(jù)。 玉米彎孢葉斑病菌毒素致病機理的研究：(1)毒素處理不同抗性的玉米品種，細胞外滲液的電導率值有很大差別，抗病品種的電導率值明顯低于感病品種；

4、而且處理時間越長，細胞膜的透性越大；(2)用細胞中MDA的含量，表示膜脂過氧化程度，抗病品種的MDA值較低(0.42/24h)，感病品種的MDA值較高(0.79/24h)。從而可以說明抗病品種細胞膜脂過氧化程度低，對毒素具有抗性，這也是抗病性在細胞膜上的反應。(3)毒素對寄主防御酶系的影響，可以看出處理植株體內(nèi)的酶活性明顯高于對照；抗病品種酶活性要高于感病品種，酶活性迅速被毒素激發(fā)。 毒素分離純化及化學結(jié)構(gòu)的研究表明：(1)通過

5、對薄層層析展開劑的篩選，得出正丁醇：甲醇：水(60：15：30)為最佳展開劑。(2)通過洗脫曲線確定最佳柱層析的填料，kp-18硅膠(50μ)為最佳填料，培養(yǎng)液的各組分得以分離。(3)Rp-18硅膠柱反復柱層析，不同濃度的甲醇水溶液為洗脫液進行梯度洗脫，最后結(jié)晶和重結(jié)晶得到毒素的純物質(zhì)。在分離過程中，每一步都要以生物測定結(jié)果為標準。毒素的結(jié)構(gòu)分析研究：(1)通過紫外光譜的測定，該毒素在216nm處存在最大吸收峰。 (2)紅外光譜的結(jié)果顯

6、示，該化合物中可能存在-OH、-CH、-CH<,2>、-CH<,3>、C-O、-C-N等官能團，1464 cm<'-1>：亞甲基的剪式振動吸收峰，因為這些吸收峰強度較大，所以推測結(jié)構(gòu)中含有較多-CH<,2>基團。(3)質(zhì)譜譜圖中可見多個具有m/z為14的碎片，221-207、147-133、89-75等，推測結(jié)構(gòu)中可以產(chǎn)生較多的CH<,2>碎片。(4)核磁共振的碳譜中可見2個連氧sp3雜化碳信號(δ 69.1，66.7)，可以認為是醚鍵

7、的兩個直接相連C信號；在高場區(qū)可見重疊的sp3雜化碳信號，認為是長鏈烴基的C信號。根據(jù)以上信息，推測該化合物為一脂肪族醚類化合物。 毒素除草活性的研究： (1)玉米彎孢葉斑病菌毒素不僅對玉米種子的萌發(fā)有抑制作用，而且對雜草種子的萌發(fā)也有不同程度的抑制作用，說明該毒素為非寄主專化性毒素。(2)該毒素對黃瓜種子的萌發(fā)略有抑制作用，對水稻、白菜、羅卜都是安全的。(3)毒素不僅可以抑制雜草種子的萌發(fā)，而且對雜草幼苗有致萎作用。因此本研究