植物病原体防御激发剂制造技术

本发明专利技术涉及纤维二糖酸或其植物可药用盐作为植物病原体防御激发剂的用途和使用纤维二糖酸或其植物可药用盐作为植物病原体防御激发剂的方法。还提供了包含纤维二糖酸或其植物可药用盐的植物药物组合物及其应用。在某些优选实施方案中，所述组合物还可包含其他氧化纤维糊精或者可包含氧化纤维糊精和天然纤维糊精。在某些优选实施方案中，所述组合物可通过以一种或更多种裂解性多糖单加氧酶(LPMO)分解纤维素来产生。分解纤维素来产生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】植物病原体防御激发剂


[0001]本专利技术广义上属于植物药物化合物和组合物的领域，并且特别是涉及天然植物防御的激发剂(通常也称为植物免疫系统激活剂分子，或外行术语中的“生物杀虫剂(bio
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pesticide)”)，即一类阻止植物上微生物病原体的感染和繁殖的环境友好型分子，及其用途。

技术介绍

[0002]植物细胞壁是主要由高分子量多糖，即纤维素、半纤维素和果胶组成的动态结构。这种复杂的混合物赋予植物细胞的结构完整性和物理保护。植物病原体，包含致病性真菌和致病性细菌，使用多种策略来定植植物并从其宿主中获取营养。
[0003]例如，为了攻克细胞壁，植物病原体可以使用被称为细胞壁降解酶(Cell Wall Degrading Enzyme，CWDE)的异质酶聚生体(Kubicek et al.Plant cell wall
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degrading enzymes and their secretion in plant
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pathogenic fungi.Annu Rev Phytopathol.2014，vol.52，427
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51)。虽然需要多种纤维素分解酶来将纤维素分解成葡萄糖，但最近发现裂解性多糖单加氧酶(Lytic Polysaccharide Monooxygenase，LPMO)家族可能是这一过程中的初始参与者，从而为其他水解酶铺平道路。LPMO是一类催化难生物降解性多糖(recalcitrant polysaccharide)(包括纤维素和几丁质)的糖苷键氧化裂解的铜酶，并且广泛分布于细菌和真菌界。根据碳水化合物活性酶(www.cazy.org)数据库，LPMO目前分类成七种“辅助活性”(AA)家族(AA9、AA10、AA11、AA13、AA14、AA15和AA16)。对葡聚糖的LPMO驱动的氧化裂解可以发生在吡喃糖环的C1或C4位置，因此可以产生不同聚合度的天然和氧化(C1氧化、C4氧化和/或C1和C4双氧化)寡糖的混合物。
[0004]植物细胞具有至少两个部分重叠的防御层，其被定义为模式触发免疫(pattern triggered immunity，PTI)和效应物触发免疫(effector triggered immunity，ETI)，它们构成了所谓的植物免疫系统(Jones and Dangl.The plant immune system.Nature.2006，vol.444(7117)，323
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9)。ETI赋予了窄的菌株特异性抗性，因为它是在细胞质抗性基因(R基因)识别毒力效应物(无毒力蛋白(Avirulence
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protein))之后启动的。这通常导致活性氧物质(reactive oxygen species，ROS)的强位点特异性积累，从而导致凋亡。相比之下，PTI提供了广谱保护。进化上保守的病原体相关分子模式(pathogen
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associated molecular
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pattern，PAMP)被植物通过大量的质膜锚定模式识别受体(pattern
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recognition receptor，PRR)感知(Albert et al.Surface Sensor Systems in Plant Immunity.Plant Physiol.2020，vol.182(4)，1582
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1596)。例如，鞭毛蛋白(FLG22)和几丁质(两种充分表征的PAMP)分别被富含亮氨酸重复受体样激酶(leucine
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rich repeat receptor like kinase，LRR
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RLK)，例如FLS2和CERK1感知。另外，植物可通过识别损伤相关分子模式(damage
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associated molecular pattern，DAMP)来自触发PTI(Boller and Felix.A renaissance of elicitors：perception of microbe
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associated molecular patterns and danger signals by pattern
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recognition receptors.Annu Rev Plant Biol.2009，
vol.60，379
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406；Jones and Dangl.2006，同上)。DAMP可包含某些细胞壁来源分子以及从头合成的应激相关肽。特别地，果胶片段和寡聚半乳糖醛酸苷(oligogalacturonide，OG)是已知被细胞壁相关激酶(wall
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associated kinase，WAK)受体识别的重要的DAMP。(Kohorn et al.Cell Wall
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Associated Kinases and Pectin Perception.J Exp Bot.2016，vol.67(2)，489
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94；Ferrari et al.Oligogalacturonides：plant damage
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associated molecular patterns and regulators of growth and development.Front.Plant Sci.2013，vol.4，49)。构成PTI之基础的常见信号事件包括Ca
2+
流入细胞质中、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen
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activated protein kinase，MAPK)级联的激活、质外体活性氧物质(ROS)积累以及广泛的转录重编程包括转录因子(Yu et al.From Chaos to Harmony：Responses and Signaling upon Microbial Pattern Recognition.Annu Rev Phytopathol.2017，vol.55，109
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137)。伴随PTI期间的转录响应，植物产生不同的信号传导激素，例如水杨酸(salicylic acid，SA)、茉莉酸(jasmonic acid，JA)和乙烯(ethylene，ET)，而在PTI激活之后数小时就在细胞壁上发生胼胝质沉积。
[0005]当被植物感知时产生这样的防御应答的化合物通常被称为植物病原体防御激发剂、植物激发剂或简称为激发剂。先前，已经对寡聚半乳糖醛酸苷(OG)的激发剂性质进行了研究，所述寡聚半乳糖醛酸苷是一类来源于由多半乳糖醛酸酶(polygalacturonase，PG)催化的果胶水解的DAMP(Ferrari et al.2013，同上)。仅在最近，另一些细胞壁来源化合物，特别是纤维二糖、木葡聚糖和非支化β
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.纤维二糖酸或其植物可药用盐作为植物病原体防御激发剂的用途。2.用于激活植物针对植物病原体的防御的方法，其包括使植物与有效量的纤维二糖酸或其植物可药用盐接触。3.根据权利要求1所述的用途或根据权利要求2所述的方法，其中所述纤维二糖酸或其盐包含在这样的组合物中：所述组合物还包含一种或更多种纤维糊精；一种或更多种C1氧化纤维糊精或其植物可药用盐；一种或更多种C4氧化纤维糊精；和/或者一种或更多种C1和C4氧化纤维糊精或其植物可药用盐。4.根据权利要求1或3所述的用途或根据权利要求2或3所述的方法，其中所述纤维二糖酸或其盐包含在这样的组合物中：所述组合物还包含一种或更多种另外的植物防御激发剂，例如选自植物或真菌细胞壁来源的化合物的植物激发剂，例如特别是选自以下的植物激发剂：果胶片段、寡聚半乳糖醛酸苷、纤维二糖、木葡聚糖、非支化β
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葡聚糖、几丁质片段、阿拉伯糖、阿拉伯聚糖、鼠李糖、同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I和II、木糖半乳糖醛酸聚糖、淀粉、及其组合。5.根据权利要求3或4所述的用途或方法，其中所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的聚合度(DP)各自独立地为2至10，优选2至5。6.根据权利要求1或3至5中任一项所述的用途或根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中所述纤维二糖酸或所述纤维糊精、C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精通过以一种或更多种裂解性多糖单加氧酶(LPMO)分解纤维素来产生。7.根据权利要求6所述的用途或方法，其中所述一种或更多种LPMO中的至少一种属于辅助活性(AA)家族9，例如来自灰霉菌(Botrytis cinerea)、土生梭孢霉(Thielavia terrestris)或嗜热毁丝霉(Myceliophthora thermophila)的LPMO
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AA9。8.根据权利要求6或7所述的用途或方法，其中一种或更多种纤维二糖脱氢酶(CDH)例如来自灰霉菌或嗜热毁丝霉的CDH用于增强所述LPMO的活性。9.根据权利要求6至8中任一项所述的用途或方法，其中所述纤维素来自木质纤维素废弃物或制浆纸，例如其中所述组合物包含经LPMO处理的生物精炼木质纤维素副产物或基本上由其组成。10.根据权利要求1或3至9中任一项所述的用途或根据权利要求2至9中任一项所述的方法，其中所述纤维二糖酸或其盐的浓度为0.10μM至1000μM，例如0.10μM至500μM，优选0.10μM至100μM，例如0.10μM至10μM。11.根据权利要求3至10中任一项所述的用途或方法，其中所述纤维糊精、包括所述纤维二糖酸的C1氧化纤维糊精、C4氧化纤维糊精以及C1和C4氧化纤维糊精的总浓度为0.10μM至1000μM，例如0.10μM至500μM，优选0.10μM至100μM，例如0.10μM至10μM。12.根据权利要求3至11中任一项所述的用途或方法，其中所述组合物包含摩尔比为约4∶5∶1的纤维糊精、C1氧化纤维糊精和C4氧化纤维糊精。13.根据权利要求1或3至12中任一项所述的用途或根据权利要求2至12中任一项所述的方法，其中：对由植物病原体引起的植物感染进行预防、防治或治疗；所述植物病原体是真菌或细菌，例如死体营养型真菌...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：布鲁塞尔大学，
类型：发明
国别省市：