近年來(lái),南方根結(jié)線蟲已成為危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的第二大病害。化學(xué)防治方法的使用效果雖然明顯,但帶來(lái)了諸多的負(fù)面作用,比如環(huán)境污染、危及人畜安全和容易產(chǎn)生抗藥性根結(jié)線蟲等,因此亟待需要具有環(huán)境友好型特點(diǎn)的防治方法,其中生物防治方法受到越來(lái)越多的關(guān)注,生物類防治劑研發(fā)成為研究的熱點(diǎn)。本研究從南極土壤分離的惡臭假單胞菌（Pseudomonas putida）MCCC 1A00316的次級(jí)代謝產(chǎn)物中分離和鑒定了多種對(duì)南方根結(jié)線蟲具有殺線蟲活性的物質(zhì),然后對(duì)功能突出的揮發(fā)性殺線蟲活性物質(zhì)2-十一烷酮作用秀麗隱桿線蟲的靶標(biāo)蛋白和信號(hào)通路進(jìn)行了研究。主要的研究結(jié)果如下:（1）通過(guò)分離和鑒定發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新功能殺線蟲活性物質(zhì)對(duì)惡臭假單胞菌1A00316的發(fā)酵液中殺線蟲的次級(jí)代謝產(chǎn)物進(jìn)一步研究,分離純化得到了一個(gè)具有殺線蟲活性的新功能天然產(chǎn)物,經(jīng)鑒定和結(jié)構(gòu)解析,確定該物質(zhì)的分子構(gòu)成和絕對(duì)構(gòu)型為環(huán)二肽cyclo（L-Pro-L-Leu）。該物質(zhì)對(duì)南方根結(jié)線蟲幼蟲具有較強(qiáng)的殺線蟲活性和一定的卵孵化抑制能力。（2）研究了菌液產(chǎn)生的揮發(fā)性活性物質(zhì)的多種作用模式通過(guò)三格平皿實(shí)驗(yàn)確定了惡臭假單胞菌1A00316能產(chǎn)生揮發(fā)性的殺... 

【文章來(lái)源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

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秀麗隱桿線蟲細(xì)胞壞死機(jī)制（Syntichakietal2002b）

惡臭假單胞菌MCCC1A00316殺線蟲物質(zhì)分離鑒定和其產(chǎn)生的2-十一烷酮觸殺線蟲機(jī)制研究9圖1.1秀麗隱桿線蟲細(xì)胞壞死機(jī)制（Syntichakietal2002b）Fig.1.1CellnecrosismechanismofC.elegansGeng等（2012）人發(fā)現(xiàn)乙型感染病毒蛋白HBx直接與凋亡抑制蛋白CED-9（與人Bcl-2蛋白同源）結(jié)合，誘導(dǎo)秀麗隱桿線蟲鈣離子濃度顯著升高。此外發(fā)現(xiàn)凋亡和壞死信號(hào)通路的的幾個(gè)突變體對(duì)HBx均不敏感（死亡率比對(duì)照組低），證明了乙型感染病毒蛋白HBx可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死導(dǎo)致秀麗隱桿線蟲死亡（圖1.2）。圖1.2HBx誘導(dǎo)秀麗隱桿線蟲凋亡和壞死信號(hào)通路（Gengetal2012）Fig.1.2HBx-inducedapoptosisandnecrosispathwaysinC.elegans由于蘇云金芽胞桿菌（Bacillusthuringiensis）產(chǎn)生的晶體蛋白（crystalproteins）毒素對(duì)昆蟲和線蟲具有特異性的毒性，因此一直是科學(xué)界研究的熱點(diǎn)。Zhang等（2015）發(fā)現(xiàn)蘇云金芽胞桿菌產(chǎn)生的晶體蛋白Cry6Aa使秀麗隱桿線蟲內(nèi)鈣離子濃

、腸道細(xì)胞膜破壞和出現(xiàn)死亡熒光等現(xiàn)象，這些特征與細(xì)胞壞死高度契合。Li等（2018）從中國(guó)狗牙花中分離鑒定了四個(gè)vobasinyl-ibogan類型的雙吲哚生物堿，該類物質(zhì)導(dǎo)致秀麗隱桿線蟲巨噬樣細(xì)胞溶酶體異常增大，其中物質(zhì)HEC-23的增大效應(yīng)最強(qiáng)。HEC-23特異性的作用于細(xì)胞中溶酶體細(xì)胞器，降低溶酶體的降解能力，死亡細(xì)胞出現(xiàn)累積，加劇了線蟲死亡。HEC-23在哺乳動(dòng)物細(xì)胞也出現(xiàn)類似的現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)HEC-23是通過(guò)激活STAT3信號(hào)通路誘導(dǎo)了下游的溶酶體增大，提升了溶酶體膜的滲透性，隨后引起組織蛋白酶的釋放和細(xì)胞壞死（圖1.3）。圖1.3HEC-23誘導(dǎo)溶酶體增大和細(xì)胞死亡模式圖（Lietal2018）Fig.1.3SchematicdiagramofHEC23-inducedlysosomalenlargementandcelldeath3.2利用“特洛伊木馬”策略2010年發(fā)表在PNAS的一篇文章報(bào)道了病原細(xì)菌通過(guò)“特洛伊木馬”的方式殺死線蟲的機(jī)制。張克勤研究團(tuán)隊(duì)為了揭示細(xì)菌的殺線蟲機(jī)理，首先從土壤中篩選到一株殺線蟲活性較高的食線蟲芽胞桿菌（Bacillusnematocida）B16，然后利用倒扣平板實(shí)驗(yàn)證明了B16菌株比普通的大腸桿菌對(duì)線蟲更有吸引能力，分析認(rèn)為B16菌株產(chǎn)生了揮發(fā)性的吸引物質(zhì)，通過(guò)SPME-GC/MS聯(lián)用技術(shù)和后續(xù)的純品檢測(cè)發(fā)現(xiàn)并證明了吸引線蟲的揮發(fā)性物質(zhì)是2-庚酮和苯甲醛等。B16菌正是借助吸引性物質(zhì)吸引線蟲并成功侵染到線蟲體內(nèi)，該細(xì)菌使用的策略與古希臘神話故事中出現(xiàn)的特洛伊戰(zhàn)爭(zhēng)中用于引誘敵人的方式很相似，因此得名“特洛伊木馬”機(jī)制。作者隨后通過(guò)蛋白質(zhì)的基因敲除、熒光蛋白定位、異源/同源表達(dá)和顯微注射等實(shí)驗(yàn)，確定了B16菌在進(jìn)入線蟲體內(nèi)后會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)毒性的胞外蛋白酶Bace16和Bae16，這兩個(gè)胞外蛋白酶作為侵染靶點(diǎn)和之間的協(xié)同作用在細(xì)菌對(duì)線蟲的侵染過(guò)程發(fā)揮了重要的作用，破壞了線蟲的腸道，?

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3384365