感染晚疫病菌马铃薯中化学防御性成分研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21502167
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0703.天然产物化学生物学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Potato as one of the most important food and cash crops in China is crucial for adjusting the structure of cultivation and increasing agricultural efficiency. China is the largest country in terms of potato production which is seriously affected by the late blight disease (LBD) caused by pathogenic fungus (Phytophthora infestans) infection. Chemical fungicides including metalaxyl-mancozeb and oxadixyl mancozeb, etc. are the major prevention methods; however, its application is limited due to the high toxicity and contamination to the environment. Defensive metabolites from plants are important sources for modern agricultural chemicals. According to the previous investigation, a series of sesquiterpenes including phytuberin, phytuberol, rishitin, and oxyglutinosone, etc. had been isolated from the fungus-infected potatoes, of which only several cases were revealed with anti-LBD or antifungal activity. Currently, the correlations between sesquiterpenes and LBD are still unclear, which need further investigation. Our recent investigation suggested that the chemical constituents of potatoes were varied significantly after infected by Phytophthora infestans. A series of sesquiterpenes (MW 200-300) and other components (MW>400) were detected in the LBD infected potatoes instead of the healthy ones according to the LCMS analyses. Furthermore, the antifungal activity test showed that the crude extract of LBD-infected potatoes can efficiently inhibit the mycelium growth of the fungus Phytophthora infestans, with inhibition ratio of 69.0% (1 mg/mL). Further investigation suggested that the most potent ethylacetate extract exhibited inhibition ratio of 80.1%. Therefore, it will be very significant to clarify the anti-LBD active constituents in LBD infected potatoes. In this project, pathogenic fungus (Phytophthora infestans) will be initially isolated and used to infect the healthy potatoes for inducing the chemical defensive components. The chemical difference between the LBD-infected potatoes and healthy ones will be compared by LCMS to designate the defensive components produced after LBD infection. With the guidance of LCMS analysis, systematically chemical and biological investigation will be conducted on the LBD-infected potatoes. The successful implementation of this project (if granted) will provide scientific basis not only for clarifying the chemical defensive components in LBD-infected potatoes but also for searching novel LBD inhibitors from natural sources.
由晚疫病菌Phytophthora infestans引起的晚疫病是影响马铃薯产量的最主要因素,人工合成农药作为主要防治手段,其毒性大,长期应用对人体及环境造成严重危害。植物化学防御成分是现代农药研究的重要方向,早年国外学者从染病马铃薯中分离得到系列倍半萜,但其化学防御功能及是否具有抗晚疫病菌活性尚不清楚,国内尚未开展相关研究。我们通过LCMS分析发现健康和感染晚疫病马铃薯化学成分存在明显差异,特别是从染病马铃薯中新发现系列分子量在200至300(倍半萜)和>400的色谱峰。活性研究显示染病马铃薯提取物(1mg/mL)对晚疫病菌菌丝体生长抑制率为69.0%,活性最强的乙酸乙酯部位抑制率为80.1%。本研究在此基础上,利用晚疫病菌感染健康马铃薯诱导产生化学防御成分,以LCMS分析为导向对其进行系统的抗晚疫病菌活性成分研究,为揭示马铃薯化学防御性成分以及寻找高效低毒晚疫病菌天然抑制剂提供依据。

结项摘要

由晚疫病菌Phytophthora infestans引起的晚疫病是影响马铃薯产量的最主要因素,人工合成农药作为主要防治手段,其毒性大,长期应用对人体及环境造成严重危害。植物化学防御成分是现代农药研究的重要方向,早年国外学者从染病马铃薯中分离得到系列倍半萜,但其化学防御功能及是否具有抗晚疫病菌活性尚不清楚,国内尚未开展相关研究。本研究以LCMS分析为导向对感染晚疫病的马铃薯植株进行系统的抗晚疫病菌活性成分研究,为揭示马铃薯化学防御性成分以及寻找高效低毒晚疫病菌天然抑制剂提供依据。根据研究计划,本研究共分离单体化合物45个,完成结构鉴定33个,发现新化合物4个,并对这4个新化合物的抗菌活性进行了评价,发现其均表现出中等抑菌活性,在500ppm浓度下,对晚疫病菌菌丝体生长的抑制率分别为30.1%、52.4%、42.5%、60.1%。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Two Unusual Phenyl Derivatives from pathogen-infected Solanum tuberosum with Antifungal Activity.
来自病原体感染的马铃薯的两种不寻常的苯基衍生物,具有抗真菌活性。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Chemistry of Natural Compounds
  • 影响因子:
    0.8
  • 作者:
    Liu Liangyan
  • 通讯作者:
    Liu Liangyan
Fusariumins B-D, Three New Alkylamine Octanoylated Derivatives from Fusarium sp.
Fusariumins B-D,来自镰刀菌属的三种新型烷基胺辛酰化衍生物。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Natural Product Communications
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Liangyan Liu;Tao Feng;Zhenghui Li;Jikai Liu
  • 通讯作者:
    Jikai Liu
Two new defensive constituents from potato tubers (Solanum tuberosum).
马铃薯块茎(Solanum tuberosum)中的两种新防御成分。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Zeitschrift für Naturforschung B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu Liangyan
  • 通讯作者:
    Liu Liangyan

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云南草果茎叶挥发油含量及主要化学成分分析
  • DOI:
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    --
  • 作者:
    杨志清;徐绍忠;张薇;安曈昕;刘良燕
  • 通讯作者:
    刘良燕
马铃薯主要真菌病害及防治方法研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国马铃薯
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    田甲佳;刘良燕
  • 通讯作者:
    刘良燕

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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