瓜果腐霉(Pythium aphanidermatum)中除草活性物質(zhì)的分離鑒定、結(jié)構(gòu)修飾及除草作用機(jī)制初步研究.pdf

1、本研究采用分離自染病黑麥草的瓜果腐霉（Pythium aphanidermatum）PA1菌株，對(duì)其液體發(fā)酵后的次生代謝產(chǎn)物進(jìn)行了除草活性測(cè)定，發(fā)現(xiàn)瓜果腐霉的除草活性物質(zhì)主要存在于菌絲體中，僅有少量分泌到PD培養(yǎng)基中。經(jīng)過薄層層析、柱層析、高效液相色譜法(HPLC)進(jìn)行分離，得到了純度大于99％的除草活性物質(zhì)組分。瓜果腐霉粗毒素在較低濃度下可以抑制馬唐草的生長(zhǎng)且作用明顯，且馬唐葉片顏色逐漸變?yōu)榧t色;在較高濃度下馬唐植株在72 h內(nèi)死亡。

2、高效液相色譜法分析表明經(jīng)過硅膠層析柱分離得到的組分主要有7個(gè)物質(zhì)的吸收峰存在，其中編號(hào)為140827-3的物質(zhì)含量最高。經(jīng)過質(zhì)譜和核磁分析表明該物質(zhì)分子量為:691.44，其為:具有長(zhǎng)脂肪鏈的醇酸類物質(zhì)。
　　為了開發(fā)出新的具有除草活性的物質(zhì)，本實(shí)驗(yàn)室對(duì)前期從瓜果腐霉中分離得到的具有強(qiáng)除草活性的阿魏酸進(jìn)行分子改造。并采用小杯法、莖葉處理法，以馬唐、馬齒莧和播娘蒿為供試雜草對(duì)所合成的化合物進(jìn)行了除草活性測(cè)定。本試驗(yàn)合成得到的化合物包

3、括:4-羥基-3-甲氧基肉桂酸乙酯、4-羥基-3-甲氧基肉桂酸鄰氯苯胺、4-羥基-3-甲氧基肉桂酸酰肼、4-羥基-3-甲氧基肉桂酸叔丁酯、4-乙酰氧基-3-甲氧基肉桂酸、2，3-二溴-3-（4-羥基-3-甲氧基苯基）丙酸、3-（4-羥基-3-甲氧基苯基）丙炔酸、5，7-二羥基-4-（4-羥基-3-甲氧基苯基）-2H-1-苯并吡喃-2-酮和3-（4-羥基-3-甲氧基苯基）丙炔酰氯共9種化合物，其回收率分別為96.81％、97.39％、82

4、.20％、75.67％、98.29％、94％、62％、40％、52％。4-羥基-3-甲氧基肉桂酸酰肼和4-乙酰氧基-3-甲氧基肉桂酸對(duì)馬齒莧胚根的抑制活性最強(qiáng)，IC50分別為87.5 mg/L和74.6mg/L，其余3種活性相對(duì)較弱;4-羥基-3-甲氧基肉桂酸乙酯和4-乙酰氧基-3-甲氧基肉桂酸分別在500 mg/L和1000 mg/L濃度下可完全抑制播娘蒿和馬齒莧胚根、芽的生長(zhǎng)，而4-羥基-3-甲氧基肉桂酸鄰氯苯胺則在1000 mg/

5、L濃度下可完全抑制播娘蒿胚根的生長(zhǎng)。2，3-二溴-3-（4-羥基-3-甲氧基苯基）丙酸、3-（4-羥基-3-甲氧基苯基）丙炔酸、5，7-二羥基-4-（4-羥基-3-甲氧基苯基）-2H-1-苯并吡喃-2-酮和3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)丙炔酰氯，4種物質(zhì)的除草活性并不明顯。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明在阿魏酸分子中的不同位點(diǎn)結(jié)合適當(dāng)?shù)幕鶊F(tuán)結(jié)構(gòu)可以提高或者降低阿魏酸分子的除草活性。
　　采用同位素相對(duì)和絕對(duì)定量技術(shù)(iTRAQ)測(cè)定了4-羥基-3

6、-甲氧基肉桂酸乙酯對(duì)擬南芥(Arabidopsis thaliana)的原初作用蛋白。利用本體論數(shù)據(jù)庫(kù)（GO數(shù)據(jù)庫(kù)）、NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)和蛋白質(zhì)碰撞誘導(dǎo)解離數(shù)據(jù)庫(kù)(collision-induced dissociation，CID)的共同比較和分析表明4-羥基-3-甲氧基肉桂酸乙酯首先作用于擬南芥呼光呼吸系統(tǒng)，阻礙NAD的功能，使gi|222424504|蛋白水平顯著降低;但造成擬南芥死亡的原因是由于4-羥基-3-甲氧基肉桂酸乙酯引起了擬

7、南芥gi|24417236|蛋白質(zhì)的上調(diào)，其上調(diào)程度為39.6倍。前者負(fù)責(zé)與植物細(xì)胞內(nèi)微管相結(jié)合，主要促使微管解離抑制微管形成;后者主要通過與絲氨酸型內(nèi)肽酶相結(jié)合降低相關(guān)酶活性、抑制磷脂的合成、促進(jìn)蛋白質(zhì)的水解。最終在蛋白質(zhì)gi|222424504|、gi|24417236|的共同作用下造成了擬南芥植株的死亡。
　　本研究為天然產(chǎn)物除草活性物質(zhì)的開發(fā)研究提供了前體分子結(jié)構(gòu)、為新的除草活性位點(diǎn)的研究提供了物質(zhì)基礎(chǔ)、為新作用位點(diǎn)除草劑