一种植物诱导剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种植物诱导剂的制备方法，涉及农业生物技术领域，包括以下步骤：步骤一：培养短小芽孢杆菌和阿氏芽孢杆菌菌株；步骤二：接种后发酵；步骤三：物理法处理培养滤液，干燥后制得诱导剂。本发明专利技术通过激活与植物防御相关基因来长效诱导植物抗逆性的方法。本发明专利技术通过利用来自于短小芽孢杆菌和阿氏芽孢杆菌化合物中的特定分子来预防和治疗由病原体引起的植物疾病。

【技术实现步骤摘要】
一种植物诱导剂的制备方法
本专利技术涉及农业生物技术
，尤其涉及一种植物诱导剂的制备方法。
技术介绍
近年来，全球粮食供需平衡所决定的粮食安全日益成为共同关注的话题。人口的持续增长，加大了对粮食的需求。然而，农业用地面积的持续下降导致了粮食产量的下降。虽然产量下降的原因多种多样，但病虫害是造成全球农作物减产的重要原因。病原体感染造成的作物损失在20％到40％之间。对作物进行病害检测和预防，可以最大限度地减少作物在生长、收获和收获后加工过程中受到病原菌的危害，并最大限度地提高生产力和确保农业可持续发展。这就说明了了解植物病害和抗性对食品安全和农业的可持续性的重要性。植物受到各种微生物的攻击后，依靠自己一系列复杂的响应系统来保护自己不受感染。天然免疫是植物抵御微生物入侵的第一道防线。内在的免疫系统帮助植物感知病原体并迅速产生防御反应，如果没有它，植物就不能生存。病原体或微生物相关分子模式(PAMP/MAMP)触发的植物免疫机制可以有效的防御微生物对植物细胞的攻击。这种防御是通过识别来自微生物的“诱导分子”来启动的。科学家对几种植物中存在的诱导分子和受体进行了鉴定。例如：FLS2是一种位于细胞膜上的受体样激酶，它可以被鞭毛蛋白识别进而诱导拟南芥(A.thaliana)的先天免疫反应。诱导拟南芥防御反应的受体EFR能够识别原核延伸因子EF-Tu。几丁质是一种常见的真菌分子，它被细胞表面受体CEBiP识别，从而触发拟南芥的先天免疫。细菌细胞壁成分脂多糖(LPS)和肽聚糖也可以诱导植物的防御反应。利用抗性诱导剂防治植物病害是近年来新兴起的一种方法。总的来说，除了提供符合环境法规的新型疾病控制策略外，天然诱导剂还是有助于揭示诱导抗性现象背后复杂机制的宝贵工具。植物受到的各种不利其生长发育的外部影响因素通常分为生物(昆虫食草动物和微生物病原体)和非生物(极端温度、不适当的水供应等)。植物适应这些环境压力对其生存和繁衍至关重要。在植物进化出的众多防御策略中，有些是先天性的，但大多数是对刺激的反应，因此它们具有特异性的特点。不同诱导子的识别导致防御反应的不同子集的激活。虽然乙烯和脱落酸(ABA)等也起关键作用，但中心调控激素为水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)。对于植物来说，成功地应对一定的胁迫或同时应对一组胁迫是一项复杂的任务，反应大部分是交叉的，可以是主动的，也可以是被动的。诱导抗性会使植物获得各种类型的系统抗性。诱导抗性主要有两个作用机制：一种是当病原体到达某些作用位点，对植物局部刺激和启动后，直接激活系统组织中防御反应。另一种诱导抗性，也是最佳特征类型是系统获得性抗性(SAR)，它主要依赖于水杨酸，而不像人们了解较少的依赖于茉莉酸的防御。启动是一种机制，它是在植物暴露于生物或非生物胁迫后能够更快和/或更有力地作出反应的一种生理状态。“启动”状态与增强、更有效的激活防御反应以及增强逆境抵抗力有关。这种灵敏性与基因诱导与否和强弱相关。启动状态是由于感知能力的提高和/或防御反应诱导信号的增强，而不是由于这些防御反应的直接激活。诱导抗性使植物能够在一定的情况下激活适当的防御系统，既可以减少资源的浪费又能有效的战胜病原菌的侵袭。然而，执行响应所需的时间可能意味着在防御响应行动之前，植物遭受了相当大的破坏。为了克服这一缺陷，植物进化出了一种感知环境信号变化时，以一种战时状态，在受到病原体攻击时能够做出快速、强烈的反应的机制。许多天然化合物被认为是植物生长促进剂、植物激活剂或植物防御诱导剂等。它们中的很大一部分已经与植物免疫的启动有关，包括低聚糖、糖苷、酰胺、维生素、羧酸和芳香化合物。一般来说，天然化合物比大多数经过测试的合成化合物更容易被植物所接受，但是其对植物的毒性问题要引起重视。肽聚糖是细菌所特有的成分。它是一种由N-乙酰基葡萄糖胺(GlcNAc)和N-乙酰胞壁酸(MurNAc)通过短肽交联形成的聚合物。这种结构有利于增强细菌的细胞壁。作为潜在病原体的组成部分，它不仅是哺乳动物先天免疫系统的一个极好的靶点，还能够触发植物的先天免疫反应。作为一种PAMP/MAMP，肽聚糖能够触发拟南芥的防御反应。细胞质膜赖氨酸基序结构域蛋白LYM1和LYM3被认为是识别肽聚糖的受体，而LysM受体CERK1激酶介导的信号可以开启拟南芥先天免疫的应答。肽聚糖还可以触发烟草、番茄和水稻的先天免疫。另一方面，革兰氏阴性细菌细胞表面的脂多糖(LPS)已被证明可以激活植物和动物的先天免疫反应。据报道，细菌LPS分子也会在植物中引起防御相关的反应。LPS处理已被证明可诱导植物产生活性氧自由基(ROS)和表达病原菌相关蛋白(PR)。LPS处理拟南芥(Arabidopsisthaliana)可以激活其一氧化氮(NO)合酶，其生成的NO对拟南芥防御基因的激活和病原菌的抗性起重要作用。而且，据报道，LPS可诱导几种植物产生系统抗性，并“增强”接种病原体之后所引起的防御反应。摆在世界范围内的一个重要课题就是对植物病害的控制不足，限制了全世界每年的农业生产。虽然对植物病害的控制已经取得了一些进展，但仍很有必要寻找新的化合物来诱导植物对病害的抗性，从而实现对病害的更有效控制。
技术实现思路
本专利技术提出了一种植物诱导剂的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种植物诱导剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一：培养短小芽孢杆菌和阿氏芽孢杆菌菌株；步骤二：接种后发酵；步骤三：物理法处理培养滤液，干燥后制得诱导剂。进一步地，所述物理法为首先再液氮中处理一段时间，再在热水中处理一段时间，并循环重复2-5次。进一步地，所述在液氮中的处理时间为40-50秒。进一步地，所述在热水中的处理时间为40-50秒。一种刺激植物防御力和提高抗性的诱导剂的应用，所述诱导剂至少每周一次喷施在植物上。进一步地，喷施诱导剂的同时还施用农药。进一步地，喷施时，所述诱导剂的浓度不大于1％。本专利技术具有以下有益之处：本专利技术通过应用引发植物防御途径相关基因的化合物，提供了一种有效的启动植物抗性的方法，有助于解决上述问题。利用植物体内已有的生化和分子机制进行病害防治，是目前一种非常重要和有前景的方法。植物对疾病的防御反应包括了一系列与植物先天免疫的识别、信号传递和反应相关的事件。植物的这种先天免疫可以被许多对植物重要疾病因子激活。众多被激活的植物防御机制中，包含抗菌植物毒素、防御素和致病相关蛋白。本专利技术首次对来自于短小芽孢杆菌和阿氏芽孢杆菌中化合物激活防御基因进行研究，这些化合物是利用微生物相关分子模式(MAMP)进行植物防御的信号通路的一部分。此外，本专利技术还首次利用来自短小芽孢杆菌和阿氏芽孢杆菌的MAMP实现了植物防御信号通路中部分防御基因的激活。这种激活与植物对细菌、卵菌和真菌的防护有关。我们还通过RNA测序对这些基因进行了鉴定，证实了这一理论。在本专利技术所述化合物可以是脂多糖、低聚糖、肽聚糖或次级代谢物，以及通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植物诱导剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一：培养短小芽孢杆菌和阿氏芽孢杆菌菌株；/n步骤二：接种后发酵；/n步骤三：物理法处理培养滤液，干燥后制得诱导剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种植物诱导剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：培养短小芽孢杆菌和阿氏芽孢杆菌菌株；
步骤二：接种后发酵；
步骤三：物理法处理培养滤液，干燥后制得诱导剂。


2.根据权利要求1所述的一种植物诱导剂的制备方法，其特征在于，所述物理法为首先再液氮中处...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥兰多·鲍里斯·伊达尔戈，徐洪利，高祥友，
申请(专利权)人：山东元泰生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37