萝卜硫素及其衍生物在作为细菌效应蛋白转录抑制剂中的应用制造技术

本发明专利技术公开了萝卜硫素及其衍生物在作为细菌效应蛋白转录抑制剂中的应用。本发明专利技术提供了萝卜硫素及其衍生物在如下1)‑7)中任一种中的应用：1)防治病原细菌；2)提高植物对病原细菌的抗性；3)抑制病原细菌的致病力；4)抑制病原细菌III型分泌系统的功能；5)抑制病原细菌III型分泌系统效应蛋白相关基因的表达；6)抑制病原细菌转录因子hrpL的表达；7)作为病原细菌效应蛋白转录抑制剂。通过实验证明：萝卜硫素及其衍生物可通过特异抑制病原细菌III型分泌系统的转录来抑制病原细菌III型分泌系统的功能，既可抵御病原细菌的入侵又不破坏植物与有益微生物的互作，在防治植物病原细菌中具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
萝卜硫素及其衍生物在作为细菌效应蛋白转录抑制剂中的应用
本专利技术属于生物
，具体涉及萝卜硫素及其衍生物在作为细菌效应蛋白转录抑制剂中的应用。
技术介绍
植物与病原微生物长期协同进化过程中，逐渐形成了一系列复杂高效的保护机制来抵御病原微生物的侵染，其中植物的次级代谢产物发挥了重要的作用。植物免疫系统被激活后，会诱导其体内具有抗菌活性的次级代谢产物的合成和释放，帮助植物抵御病原微生物的入侵。参与植物天然免疫的次级代谢产物数量巨大且结构各异，根据合成机制及作用方式，将其分成两大类：植物体内组成型储存的抗菌次级代谢产物被称为phytoanticipins；而响应免疫信号重新合成的抗菌次级代谢产物被成为phytoalexins。Phytoanticipins类抗菌次级代谢产物以活性或非活性前体形式储存在健康植物中，一旦植物受到病原微生物的入侵，就会将其释放出来并发挥作用。皂苷(saponins)、硫代葡萄糖苷(glucosinolates)和青苷(cyanogenicglycosides)是植物体内主要的phytoanticipin。皂苷是苷元为三萜或螺旋甾烷类化合物的一类糖苷，广泛存在于开花植物中。来源于燕麦的燕麦根皂苷(Avenacins)和来源于番茄的α-番茄苷(α-tomatine)在体外具有抑制真菌和卵菌生长的活性。硫代葡萄糖苷是十字花科植物的一类重要次级代谢产物，由不同氨基酸衍生而来，根据其侧链不同被分为脂肪族、芳香族和吲哚族三大类。异硫氢酸酯(isothiocyanate)是由甲硫氨酸衍生来的脂肪族硫代葡萄糖苷，在体外具有抑制真菌、细菌和昆虫等病原微生物生长的活性。同时，异硫氢酸酯在抵御拟南芥非寄主菌的侵染中也发挥重要作用。PEN2和单加氧酶CYP81F2是催化吲哚族硫代葡萄糖苷合成的关键蛋白，其双突变体表现出对大麦白粉菌(Blumeriagraminisf.sp.hordei)、豌豆白粉菌(Erysiphepisi)和大豆疫酶(Phytophthorabrassicae)等病原微生物抗性缺失的表型。Phytoalexins是植物受到病原微生物胁迫后重新合成的一类次级代谢产物。目前，十字花科植物中发现的phytoalexins约有44种，包括camalexin、spirobrassinin、rutalexin和brassinin等，其中对camalexin的合成通路及作用机制研究得比较深入。Camalexin是一种重要的植保素，多种病原微生物(如细菌、卵菌、真菌和病毒)都能诱导其产生，与吲哚族硫代葡萄糖苷类似，Camalexin也衍生于色氨酸且在抑制真菌等病原微生物在植物细胞内的生长及向周围细胞的扩展中发挥重要作用，其产生依赖于单加氧酶CYP71B15和CYP71A13。尽管目前发现的植保素种类繁多，结构、合成途径及作用对象各异，但其基本作用机制类似，即通过抑制病原微生物的基本生命活动来杀灭病原菌，靶标单一。如：Camalexin是一类膜干扰素，能够破坏细菌和真核生物细胞膜的完整性，而brassinin是一种线粒体抑制剂和抗氧化剂，能抑制线粒体的功能。传统植保素的缺点在于对作用对象没有选择性，在杀灭病原微生物的同时也破坏了环境中的有益微生物，而且容易导致抗药性。革兰氏阴性细菌(如沙门氏菌和丁香假单胞菌)的III型分泌系统(typeIIIsecretionsystem，TTSS)是其导致病害的主要武器。丁香假单胞菌的III型分泌系统是由“过敏反应与致病性”(hypersensitiveresponseandpathogenicity，hrp)基因簇编码的，一旦细菌感受到外源信号，就会启动hrp基因的转录及III型分泌系统的组装，使细菌获得致病力。细菌的III型分泌系统是一个由镶嵌在细菌内膜中的基底环和凸出于细菌表面的针状细丝组成的注射器样结构，它可以将细菌的毒性蛋白转运到植物细胞内。这些毒性蛋白干扰植物的免疫受体识别和信号转导系统、破环植物囊泡运输系统、操纵植物激素改变植物生理活动、从而帮助病原菌侵入。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供萝卜硫素或萝卜硫素衍生物的新用途。本专利技术提供了萝卜硫素或萝卜硫素衍生物在下述1)-7)中至少一种中的应用；1)防治病原细菌；2)提高植物对病原细菌的抗性；3)抑制病原细菌的致病力；4)抑制病原细菌III型分泌系统的功能；5)抑制病原细菌III型分泌系统效应蛋白相关基因的表达；6)抑制病原细菌转录因子hrpL的表达；7)作为病原细菌效应蛋白转录抑制剂。本专利技术还提供了萝卜硫素或萝卜硫素衍生物在制备具有下述1)-6)中至少一种功能的产品中的应用；1)防治病原细菌；2)提高植物对病原细菌的抗性；3)抑制病原细菌的致病力；4)抑制病原细菌III型分泌系统的功能；5)抑制病原细菌III型分泌系统效应蛋白相关基因的表达；6)抑制病原细菌转录因子hrpL的表达。本专利技术的另一个目的是提供一种产品。本专利技术提供的产品的活性成分为萝卜硫素或萝卜硫素衍生物；所述产品具有下述1)-6)中至少一种功能；1)防治病原细菌；2)提高植物对病原细菌的抗性；3)抑制病原细菌的致病力；4)抑制病原细菌III型分泌系统的功能；5)抑制病原细菌III型分泌系统效应蛋白相关基因的表达；6)抑制病原细菌转录因子hrpL的表达。上述应用或产品中，所述提高植物对病原细菌的抗性为降低植物叶片中的细菌数目。上述应用或产品中，所述萝卜硫素或萝卜硫素衍生物通过靶向HrpS第209位半胱氨酸抑制病原细菌III型分泌系统效应蛋白相关基因的表达。上述应用或产品中，所述抑制病原细菌III型分泌系统效应蛋白相关基因的表达为降低病原细菌III型分泌系统效应蛋白相关基因的相对转录水平。上述应用或产品中，所述III型分泌系统效应蛋白相关基因为如下至少一种：avrPto、hopAM1、hopH1、hrpW1、hrpT1、hopC1。本专利技术最后还提供了一种提高植物对病原细菌的抗性的方法。本专利技术提供的提高植物对病原细菌的抗性的方法包括用萝卜硫素或萝卜硫素衍生物处理植物的步骤。上述任一所述应用或产品或方法中，所述病原细菌为具有III型分泌系统的病原细菌，如丁香假单胞菌。在本专利技术的一个具体实施例中，所述病原细菌为丁香假单胞菌ΔsaxAB/F/D/G。上述任一所述应用或产品或方法中，所述植物可为单子叶植物或双子叶植物；所述双子叶植物具体可为拟南芥。上述任一所述应用或产品或方法中，所述萝卜硫素衍生物为如下任一种：萝卜硫素衍生物AS1、萝卜硫素衍生物AS2、萝卜硫素衍生物AS3、萝卜硫素衍生物AS4、萝卜硫素衍生物AS5、萝卜硫素衍生物AS6、萝卜硫素衍生物AS7和萝卜硫素衍生物AS8。所述萝卜硫素的结构式如下：所述萝卜硫素的衍生物AS1、AS2、AS3、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.萝卜硫素或萝卜硫素衍生物在下述1)-7)中至少一种中的应用；/n1)防治病原细菌；/n2)提高植物对病原细菌的抗性；/n3)抑制病原细菌的致病力；/n4)抑制病原细菌III型分泌系统的功能；/n5)抑制病原细菌III型分泌系统效应蛋白相关基因的表达；/n6)抑制病原细菌转录因子hrpL的表达；/n7)作为病原细菌效应蛋白转录抑制剂。/n

【技术特征摘要】
1.萝卜硫素或萝卜硫素衍生物在下述1)-7)中至少一种中的应用；
1)防治病原细菌；
2)提高植物对病原细菌的抗性；
3)抑制病原细菌的致病力；
4)抑制病原细菌III型分泌系统的功能；
5)抑制病原细菌III型分泌系统效应蛋白相关基因的表达；
6)抑制病原细菌转录因子hrpL的表达；
7)作为病原细菌效应蛋白转录抑制剂。


2.萝卜硫素或萝卜硫素衍生物在制备具有下述1)-6)中至少一种功能的产品中的应用；
1)防治病原细菌；
2)提高植物对病原细菌的抗性；
3)抑制病原细菌的致病力；
4)抑制病原细菌III型分泌系统的功能；
5)抑制病原细菌III型分泌系统效应蛋白相关基因的表达；
6)抑制病原细菌转录因子hrpL的表达。


3.一种产品，其活性成分为萝卜硫素或萝卜硫素衍生物；
所述产品具有下述1)-6)中至少一种功能；
1)防治病原细菌；
2)提高植物对病原细菌的抗性；
3)抑制病原细菌的致病力；
4)抑制病原细菌III型分泌系统的功能；
5)抑制病原细菌III型分泌系统效应蛋白相关基因的表达；
6)抑制病原细菌转录因子hrpL的表达。


4.根据权利要求1或2所述的应用或权利要求3所述的产品，其特征在于：所述提高植物对病原细菌的抗性为降低植物叶片中的细菌数目...

【专利技术属性】
技术研发人员：周俭民，雷晓光，王伟，杨靖，张健，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11