本书共八章,内容包括:植物免疫与蛋白激发子、AMEP蛋白的初次鉴定、AMEP蛋白的功能挖掘、AMEP蛋白活性优化、AMEP蛋白的产量优化、AMEP蛋白的作用机理初探等。
植物免疫是我国绿色农业发程中出现的新兴研究热点。其原理基于微生物来源的非致病性蛋白会激发植物的防卫反应而提高植物的抗病性并植物生长代谢相关的指标。该类蛋白也被称为蛋白激发子,代表性蛋白Harpin于1992年由美国康奈尔大学植物病理学系Steven.Beer教授报道。由于此类蛋白不引起病害,且自身无污染残留,可开发为生物农药,是化学农药的理想替代品。当今,我国市场也出现了多含“激发、激活、信号”等关键词的Harpin类产品,但受限于稳定能性,市场占有率停滞不前,初主打的防病效果也不再是卖点,转而成为一种生长剂,始终无法成为有效的化学农药替代品。在应用环节,一些公司将其生产的Harpin蛋白与氨基酸、寡糖、多肽等植物营养剂甚至是传统叶面行混用,试图通过肥力植物生长的可见性状来掩盖产品激发植物能的缺陷,造成了市场乱象。此外,蛋白生物农药的生产流程和施用环节仍沿用传统的行业方案,以处理微生物菌体的方法对蛋白行处理,极大的限制了蛋白质能的发挥。为了解决蛋白激发子类生物农药产品在实际应用中防病效果偏弱的问题,笔者前期从生株-枯草芽孢杆菌中分离鉴定了一种兼具和能的蛋白AMEP,并筛选获得了该蛋白的表达菌株。该蛋白激发子通过直接病原菌和激发植物免疫两种途径实现了对病害的综合控制,且天然表达量远高于重组表达,具备理论创新性和实际可开发性。在本书编写之际,AMEP蛋白制剂在黑龙江农垦北大荒集团九三分公司的有机大豆行了田间示范试验,取得了显著的提升抗逆性和产量品质的结果,有理由相信AMEP蛋白制剂可为我国生物农药产业新的方向。本书由刘权、吕彦学撰写完成,孙薇负责审稿校对。具体分工如下:章至第五章,共12.54万字:刘权(黑龙江八一农垦大学生命科技学院);第六章至第八章,共8.74万字:吕彦学(北大荒农垦集团有限公司九三分公司农业发展部)。本专著受到国家自然科学项目(31101485)、黑龙江省自然科学(LH2021CO64)、黑龙江八一农垦大学创新人才项目(ZRCQC201904)、黑龙江八一农垦大学九三大豆试验示范基地项目和全国基层农技推广体系改革与建设补助项目(202pan>,农垦九三分公司)支持。
目录
第一章植物免疫与蛋白激发子
第一节植物免疫与激发子
第二节蛋白激发子研展
参考文献
第二章 AMEP蛋白的初次鉴定
第一节 马铃薯疮痂病与芽孢杆菌
第二节 AMEP蛋白的分离鉴定
第三节本章小结
参考文献
第三章 AMEP蛋能挖掘
第一节蛋白激能鉴定
第二节 AMEP蛋白杀虫活性的鉴定
第三节 本章小结
参考文献
第四章 AMEP蛋白活性优化
第一节材料与方法
第二节 结果与分析
参考文献
第五章 AMEP蛋白的产量优化
第一节单因素试验
第二节响应面优化试验
第三节 结果与分析
第四节 本章小结
参考文献
第六章 AMEP蛋白的作用机理初探.
第一节 AMEP处理植物的作用机理…
第二节 AMEP蛋白的生物信息学分析。
第三节 AMEP蛋白与FLS2受体的分子对接
参考文献
第七章 AMEP蛋白制剂的应用.
第一节实施概况
第二节结果与分析
第三节本章小结
参考文献
第八章 AMEP蛋白抗研究
第一节 AMEP蛋白对细胞的活性
第二节 AMEP蛋白处理4T1.2细胞的转录组分析
参考文献
在我国农业现代化的发程中,农药和化肥的大量使用虽然大幅度提高了作物产量,但同时也带来了一系列问题。长期、反复和大量使用化学农药引起土壤、水体和大气的污染,农副产品中农药残留增加,直接危害了人民群众的健康。而且化学农药在的同时也杀伤了其他有益微生物、昆虫和畜禽,破坏了生衡。同时随着病原真菌和细菌抗药性的不断加深和扩大,种植者不得不加大农量和频度,从而造成化学农的恶性循环。化肥长期大量的施用,会导致土壤理化特性和生物学特征丧失,土壤肥力可持续性下降,已成为限制现代农业高产稳产的主要因素之一。为此,我国提出了减化肥、减农药、增效益“两减一增”的绿色防控目标。绿色生物农药正是这样一类与环境相容的绿色农药,它具有选择性强、无污染、不易产生抗药性、不破坏生态环境且生产原料广泛等特点,应用前景广阔。发展绿色生物农药,将在生物农业领域起到重要支撑作用,并逐步发展成为战略性新兴产业。在此背景下,绿色的生物农药产业迎来了难得的发展空间,在产品品种结构、组织方式、技术等方面得到不断,逐渐成为我国未来经济中具有发展潜力的新增长点。以蛋白激发子为代表的植物免疫诱抗剂研究年绿色生态农药产品研究中新的方向。这些免疫诱抗剂的共同突出特点不同于传统的农药,并不追求直接杀死病原菌,而是通过激活植物自身的免疫系统和育系统,调节植物的新陈代谢,诱导植物产生广谱性的抗病、抗逆能力年来除了各种类型的蛋白激发子不断被发现外,激发子作用的分子靶标、分子机制研究亦不断深入,并主要集中在激发子受体、诱导免疫反应的信号通路等有关技术的突破,了植物免疫诱抗剂的快速发展。作为一类新型能生物制品,已有部分产品(如蛋白激发子、寡糖、脱落酸、枯草芽孢杆菌及木霉等)在国内管理部门登记注册,并得到初步推广应用。以往创制植物病害的基本原则,大都以病原菌为靶标,以能快速全面杀死靶标为目标,忽视了被病原菌危害的寄主植物本身对这些外来生物的抵抗能力。而今利用植物的诱导免疫抗性,恰恰是重视了植物的生长规律及其自身对病害发生的潜在控制能力而制定的对策。提高植物自身的抗病,减少对化学农药的防病依赖,可从根本上减少农药的过度使用对环境和农产品带来的污染。
……