技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于真菌多糖類(lèi)抗性誘導(dǎo)劑領(lǐng)域,涉及一種真菌多糖類(lèi)抗性誘導(dǎo)劑及其應(yīng)用,特別涉及一種馬勃多糖的獲得,以及其對(duì)煙草幼苗生長(zhǎng)的影響及對(duì)煙草花葉病毒的抑制作用。
背景技術(shù):
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真菌多糖是一類(lèi)天然高分子化合物,它由醛糖或酮糖通過(guò)糖苷鍵連接在一起的多聚物構(gòu)成,是生命的四大基本物質(zhì)之一,廣泛存在于真菌特別是大型真菌的細(xì)胞壁中,因其具有抗腫瘤、抗病毒和免疫調(diào)節(jié)等作用而被醫(yī)藥界廣泛關(guān)注。真菌多糖有螺旋狀的三維立體結(jié)構(gòu),其構(gòu)型近似于dna,是一種β型的多糖。常見(jiàn)的有幾丁聚糖、氨基寡糖素、菇類(lèi)蛋白多糖等,
煙草病毒病是煙葉生產(chǎn)中最重要的病害之一,被稱(chēng)為植物“癌癥”,由于迄今為止尚無(wú)有效的防治措施,其造成的經(jīng)濟(jì)損失已大大超過(guò)了煙草真菌病害和細(xì)菌病害,成為威脅煙草生產(chǎn)的最大的一類(lèi)災(zāi)害。
植物抗病誘導(dǎo)劑因其環(huán)境友好性、系統(tǒng)性、廣譜性等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)被廣泛研究和應(yīng)用,潛力巨大。國(guó)內(nèi)外已報(bào)道有大量的抗病誘導(dǎo)劑研制并成功應(yīng)用。許多研究表明,許多大型真菌多糖不僅具有抑殺真菌和病毒的作用,而且能夠調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng),誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性。作為天然化合物,真菌多糖還具有無(wú)毒、易被降解、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等特性,使其有可能作為一種新型植物抗病誘導(dǎo)劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮作用。
而馬勃是常用的藥用真菌,其藥用成分包括馬勃多糖、甾體類(lèi)化合物等,在抗腫瘤、抗炎、止血和抑菌等方面有廣泛的應(yīng)用價(jià)值,但在誘導(dǎo)植物抗病性和促生等方面尚未見(jiàn)相關(guān)研究和報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的諸多不足之處,本發(fā)明首先提供了一種大型真菌,命名為馬勃(calvatiasp.)dbm,并于2016年5月27日保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心,保藏編號(hào)為cgmccno.12505;利用該真菌獲得的馬勃(calvatiasp.)dbm多糖處理煙草幼苗后,煙草幼苗的鮮重、最大葉面積、葉綠素含量及凈光合速率等與對(duì)照相比均明顯提高。dbm多糖處理煙草葉片后,對(duì)煙草花葉病毒有較好的抑制效果。
本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明首先提供了一種大型真菌馬勃,馬勃樣品由發(fā)明人于2015年8月采自山東泰山,并分離獲得菌種,菌種現(xiàn)保存于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心。
獲得上述真菌后,發(fā)明人對(duì)其進(jìn)行了生物保藏,其保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心,保藏編號(hào)為cgmccno.12505;
在上述真菌的基礎(chǔ)上,發(fā)明人進(jìn)一步給出了利用其制備馬勃多糖的方法如下:
用5mm打孔器從dbm菌落邊緣打取直徑5mm的菌落圓片,挑取一片接種于pda培養(yǎng)基中央,放置于28℃恒溫箱中培養(yǎng)7d后,采用相同的方法在菌落邊緣打取直徑5mm的菌落圓片4-5片轉(zhuǎn)接于裝有100ml發(fā)酵培養(yǎng)基的250ml三角瓶中,28℃,220rpm培養(yǎng)7d,5000rpm離心10min收集菌絲體,無(wú)菌水充分洗滌;
其中所述的dbm菌落為保藏編號(hào)為cgmccno.12505的馬勃真菌菌落;
所述發(fā)酵培養(yǎng)基組成按重量百分比計(jì)為:
冷榨豆餅粉,1%;酵母粉,0.2%;蔗糖,3%;硫酸鎂,0.05%;磷酸二氫鉀,0.1%;維生素b1,0.01%,余量為無(wú)菌去離子水;
菌絲體于65℃烘箱烘至恒重,干菌絲在研缽中研細(xì),過(guò)80目篩子制成干粉;菌絲體干粉加40倍體積水80℃水浴浸提2h,重復(fù)兩次,合并兩次提取液,濃縮至原體積的1/15,向濃縮液中緩慢加入3倍體積的95%乙醇,4℃靜置過(guò)夜后8000rpm離心10min留取沉淀,沉淀分別以95%乙醇洗滌一次、丙酮洗滌兩次,真空干燥得到多糖粗提物。
對(duì)粗提物的理化性質(zhì)進(jìn)行初步鑒定發(fā)現(xiàn),該粗提物為白色粉末,溶于水,不溶于乙醇、丙酮、乙醚和正丁醇。粗提物溶于水后為透明溶液,在較高濃度時(shí)呈粘稠狀。molish反應(yīng)中,在粗提物溶液和濃硫酸的液面交界處形成紫環(huán),表明粗提物中含有多糖成分。粗提物溶液與fehling試劑反應(yīng)均顯陰性,沒(méi)有磚紅色沉淀產(chǎn)生,表明不含有還原性糖。
通過(guò)用苯酚-硫酸法測(cè)定得知上述獲得的dbm多糖粗提物中的總糖含量為84.9%。
發(fā)明人進(jìn)一步對(duì)上述獲得的多糖粗提物進(jìn)行了功能研究,結(jié)果如下:
將上述多糖粗提物溶解后可獲得不同濃度的多糖溶液,選擇1000mg/l和2000mg/l兩個(gè)濃度的多糖溶液噴霧處理煙苗,結(jié)果發(fā)現(xiàn):
處理后的煙苗地上部鮮重、地下部鮮重和最大葉面積與對(duì)照相比均有顯著提高,分別比對(duì)照增加53.6%、233.3%和36.6%,總?cè)~綠素含量和光合速率分別比對(duì)照增加37.5%和97.1%,表明多糖處理明顯促進(jìn)煙苗的生長(zhǎng)。
同時(shí)發(fā)明人利用半葉枯法測(cè)定了上述多糖粗提物對(duì)tmv的鈍化、治療和預(yù)防作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)多糖處理后,煙苗對(duì)tmv預(yù)防效果最好,經(jīng)1000mg/l和2000mg/l兩種濃度處理后枯斑數(shù)分別比對(duì)照減少8.2個(gè)和12.8個(gè),預(yù)防效果分別為60%和74%;多糖對(duì)tmv的鈍化效果次之,兩種濃度處理后的鈍化效果分別為18.2%和17.7%;煙苗對(duì)tmv的治療效果:兩種濃度處理后其治療效果均低于40%,與其他兩種處理方式相比,相對(duì)較差但依然有一定的效果。差異顯著性分析表明,兩種多糖濃度處理后,對(duì)tmv的抑制效果差異不顯著。
綜上所述,本發(fā)明提供了一種新的馬勃真菌,并對(duì)其進(jìn)行了生物保藏,而利用該真菌獲得的馬勃(calvatiasp.)dbm多糖處理煙草幼苗后,煙草幼苗的鮮重、最大葉面積、葉綠素含量及凈光合速率等與對(duì)照相比均明顯提高。dbm多糖處理煙草葉片后,對(duì)煙草花葉病毒有較好的抑制效果。
發(fā)明人對(duì)本發(fā)明所公開(kāi)的大型真菌,命名為馬勃calvatiasp.,并對(duì)其進(jìn)行了生物保藏,具體保藏信息如下:
保藏信息
保藏時(shí)間:2016年5月27日
保藏單位名稱(chēng):中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心cgmcc
保藏編號(hào):cgmccno.12505
保藏單位地址:北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院中科院微生物研究所
分類(lèi)命名:馬勃calvatiasp.
附圖說(shuō)明
圖1為實(shí)施例1中三種不同培養(yǎng)基對(duì)dbm菌絲生長(zhǎng)的影響示意圖;
從圖中可以看出3種液體培養(yǎng)基中以c配比效果最好;
圖2為實(shí)施例3中葡萄糖濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn);
從圖中可以看出該標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)線(xiàn)性良好,可以用于計(jì)算粗提物的總糖含量;
圖3為dbm多糖對(duì)煙草幼苗生長(zhǎng)的影響結(jié)果灰度示意圖;
從圖中可以看出經(jīng)兩種濃度的多糖處理后,煙苗葉色濃綠,根系較發(fā)達(dá),說(shuō)明多糖溶液對(duì)煙草幼苗的生長(zhǎng)具有較好的促進(jìn)效果;
圖4為dbm多糖處理對(duì)tmv的鈍化效果灰度示意圖;
圖5為dbm多糖處理對(duì)tmv的預(yù)防效果灰度示意圖;
圖6為dbm多糖處理對(duì)tmv的治療效果灰度示意圖;
由圖4、圖5及圖6可見(jiàn),經(jīng)兩種濃度的多糖溶液處理后,枯斑數(shù)明顯比對(duì)照減少,表明多糖處理增強(qiáng)了煙草對(duì)tmv的抗性。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1培養(yǎng)基的篩選
dbm母種接種于pda固體培養(yǎng)基上,放置于28℃恒溫箱中培養(yǎng),培養(yǎng)6~7d后挑取一環(huán)于液體培養(yǎng)基中,28℃,220rpm培養(yǎng),7d后將培養(yǎng)液5000rpm離心10min,回收菌絲體并洗滌。菌絲體于65℃烘箱烘至恒重,稱(chēng)重后比較差異。
三種不同液體培養(yǎng)基配方:
培養(yǎng)基a:冷榨豆餅粉,1%;蛋白胨,0.2%;葡萄糖,3%;硫酸鎂,0.05%;磷酸二氫鉀,0.1%;維生素b1,0.01%;
培養(yǎng)基b:葡萄糖,2%;磷酸二氫鉀,0.3%;硫酸鎂,0.15%;維生素b1,0.1%,馬鈴薯汁,20%;
培養(yǎng)基c:冷榨豆餅粉,1%;酵母粉,0.2%;蔗糖,3%;硫酸鎂,0.05%;磷酸二氫鉀,0.1%;維生素b1,0.01%。
按重量百分比分別稱(chēng)取上述試劑,加入對(duì)應(yīng)量的去離子水?dāng)嚢杈鶆?,?50ml三角瓶分裝100ml后于121℃滅菌25min,制成液體培養(yǎng)基。
上述各原材料均從市場(chǎng)上直接購(gòu)得;
結(jié)果如圖1所示,可見(jiàn)3種液體培養(yǎng)基中以c配比效果最好,培養(yǎng)7d,dbm菌絲體干重為4.0g,比a培養(yǎng)基中的菌絲體干重增加108%,比b培養(yǎng)基中的菌絲體干重增加85.7%。
實(shí)施例2:dbm多糖的提取
用5mm打孔器從dbm菌落邊緣打取直徑5mm的菌落圓片,挑取一片接種于pda培養(yǎng)基中央,放置于28℃恒溫箱中培養(yǎng)7d后,采用相同的方法在菌落邊緣打取直徑5mm的菌落圓片4-5片轉(zhuǎn)接于裝有100ml發(fā)酵培養(yǎng)基的250ml三角瓶中,28℃,220rpm培養(yǎng)7d,5000rpm離心10min收集菌絲體,無(wú)菌水充分洗滌;
菌絲體于65℃烘箱烘至恒重,干菌絲在研缽中研細(xì),過(guò)80目篩子制成干粉;菌絲體干粉加40倍體積水80℃水浴浸提2h,重復(fù)兩次,合并兩次提取液,濃縮至原體積的1/15,向濃縮液中緩慢加入3倍體積的95%乙醇,4℃靜置過(guò)夜后8000rpm離心10min留取沉淀,沉淀分別以95%乙醇洗滌一次、丙酮洗滌兩次,真空干燥得到多糖粗提物粉末。
實(shí)施例3:多糖含量測(cè)定
(一)葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的建立
準(zhǔn)確稱(chēng)取葡萄糖100mg,用無(wú)菌水制成1mg/ml的標(biāo)準(zhǔn)液,備用。分別吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液采用倍比稀釋法配置成0.02,0.04,0.06,0.08,0.1,0.12,0.14mg/ml的葡萄糖溶液。取上述溶液各0.4ml,加入5%重蒸苯酚0.8ml,混勻,迅速加入4ml濃硫酸,沸水浴加熱15min后,冷卻至室溫,于490nm處測(cè)定吸光度。以水代替葡萄糖液為空白對(duì)照。根據(jù)糖濃度及吸光度值繪制回歸方程。
dbm多糖含量的測(cè)定
精密稱(chēng)取實(shí)施例2中獲得的多糖粉末50mg,置于100ml容量瓶中,加水溶解并稀釋至刻度,搖勻,作為供試品溶液。按照上述方法,測(cè)定吸光度,平行測(cè)定3次,得到3個(gè)樣品的多糖含量,計(jì)算平均值。
以糖濃度為橫坐標(biāo)(x),吸光度為縱坐標(biāo)(y),做出葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)(圖2),可見(jiàn)該曲線(xiàn)基本為一條直線(xiàn),經(jīng)計(jì)算得回歸方程為y=3.7821x+0.0116,其中r2=0.9904,由此可知,葡萄糖在0.02-0.14mg范圍內(nèi),標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)線(xiàn)性良好,利用該方程計(jì)算出實(shí)施例2中獲得的dbm多糖粗品中的多糖含量為84.9%。
實(shí)施例4:多糖處理多糖對(duì)煙苗生長(zhǎng)及光合作用的影響
(一)多糖對(duì)煙苗生長(zhǎng)及光合作用的影響
將dbm多糖粗品分別配制成濃度為1000mg/l和2000mg/l的多糖溶液(對(duì)應(yīng)圖中dbm1000和dbm2000),選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的4-5葉期的煙草幼苗將上述多糖溶液均勻噴施于煙葉表面,連續(xù)處理3次,每次間隔7d,于最后一次處理7天后,檢測(cè)葉片總?cè)~綠素含量、葉片光合效率、最大葉面積、鮮重等,每處理10株煙苗。以清水同樣處理為對(duì)照。
圖3是經(jīng)多糖處理后7d,煙苗的生長(zhǎng)狀況??梢?jiàn),經(jīng)兩種濃度的多糖處理后,煙苗葉色濃綠,根系較發(fā)達(dá)。對(duì)煙草葉片最大葉面積、鮮重、總?cè)~綠素含量等進(jìn)行測(cè)定,發(fā)現(xiàn),經(jīng)濃度1000mg/l多糖處理后,煙苗最大葉面積平均為112.9cm2,2000mg/l多糖處理后的葉面積為110.5cm2,分別比對(duì)照增加36.6%和33.7%;地上部和根部鮮重經(jīng)兩個(gè)濃度處理后都比對(duì)照明顯增加,分別增加53.6%、37.5%和233.3%、233.3%;與對(duì)照相比,煙草總?cè)~綠素含量經(jīng)多糖處理后也明顯高于對(duì)照,分別增加37.5%和21.6%(如表1)。差異顯著性分析表明,兩種濃度處理在最大葉面積、鮮重、總?cè)~綠素含量等方面與對(duì)照相比均達(dá)到極顯著水平,但兩個(gè)處理濃度間差異不顯著。
表1多糖處理對(duì)煙草幼苗的促生作用
于處理后7天,利用ciras-3便攜式植物光合作用測(cè)定儀對(duì)不同處理煙苗的光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度及胞間co2濃度進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果如表2。由表2可見(jiàn),經(jīng)濃度1000mg/l多糖處理后,煙苗光合速率為6.7umol·m-2·s-1,2000mg/l多糖處理后的光合速率為5.1umol·m-2·s-1,分別比對(duì)照增加97.1%和50%;蒸騰速率及氣孔導(dǎo)度經(jīng)兩個(gè)濃度處理后都比對(duì)照明顯增加,分別增加108.3%、83.3%和189.7%、105.5%;與對(duì)照相比,細(xì)胞間co2濃度經(jīng)多糖處理后明顯低于對(duì)照,分別減少18.7%和19.6%,可見(jiàn)經(jīng)dbm多糖處理后,葉片光合速率和蒸騰速率大大提升。經(jīng)差異顯著性分析,發(fā)現(xiàn)兩種處理與對(duì)照相比,差異均達(dá)到極顯著水平。
表2多糖處理對(duì)煙草光合作用的影響
注:pn為光合速率;e為蒸騰速率;gs為氣孔導(dǎo)度;ci為胞間co2濃度。+表示增加;-表示減少。
實(shí)施例5:dbm多糖對(duì)tmv的抑制活性測(cè)定
三生煙煙苗溫室內(nèi)培養(yǎng)到5-6葉期,采用半葉法從3個(gè)方面分析多糖對(duì)煙草花葉病毒病的抗病效果。
多糖對(duì)tmv的預(yù)防作用:選取長(zhǎng)勢(shì)一致的煙苗,按實(shí)施例4中的濃度配置多糖溶液,分別噴施到待測(cè)葉片的右半葉,左半葉噴清水為對(duì)照,間隔7d再?lài)娨淮危诘诙螄婌F后2d,采用摩擦接種法將20μl病毒汁液均勻涂抹到整個(gè)葉片,每株處理3片葉,每處理重復(fù)3次。
多糖對(duì)tmv的治療作用:采用上述類(lèi)似方法進(jìn)行處理,所不同的是,在煙苗接種tmv后1d,再?lài)姸嗵侨芤?,以左半葉噴清水為對(duì)照。每株處理3片葉,每處理重復(fù)3次。
多糖對(duì)tmv的鈍化作用:首先取上述配制好的多糖溶液與病毒汁液按1:1的體積比例混勻,室溫下靜置30min,將鈍化處理的病毒汁液摩擦接種到三生煙右半葉,左半葉接種用清水處理的病毒汁液為對(duì)照。每株處理3片葉,每處理重復(fù)3次。
經(jīng)上述處理過(guò)的煙苗,于25℃光12h/暗12h培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2-3d,統(tǒng)計(jì)各處理的枯斑數(shù),計(jì)算抑制效果。計(jì)算公式如下:
結(jié)果如表3,可見(jiàn)經(jīng)多糖處理后,煙苗對(duì)tmv預(yù)防效果最好(圖5),1000mg/l和2000mg/l兩種濃度處理后枯斑數(shù)分別比對(duì)照減少8.2個(gè)和12.8個(gè),預(yù)防效果分別為60%和74%。多糖對(duì)tmv的鈍化效果次之(圖4),兩種濃度處理后的鈍化效果分別為18.2%和17.7%。3種處理中,煙苗對(duì)tmv的治療效果(圖6)較差,兩種濃度處理后其治療效果均低于40%。差異顯著性分析表明,兩種多糖濃度處理后,對(duì)tmv的抑制效果差異不顯著。
表3多糖處理對(duì)tmv的抑制效果
綜上所述,dbm多糖處理對(duì)煙草幼苗的生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用;dbm多糖處理可明顯提高煙苗的光合作用,因此dbm多糖可以作為生長(zhǎng)促進(jìn)劑使用;dbm多糖處理對(duì)煙草花葉病毒有較好的鈍化、預(yù)防和治療效果;因此這類(lèi)多糖不僅能夠調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng),而且可以誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性,使其可以作為一種新型植物抗病誘導(dǎo)劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要的作用。
上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述,但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制,所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。