CN109221128B - 蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜中的应用 - Google Patents

蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109221128B
CN109221128B CN201811219335.7A CN201811219335A CN109221128B CN 109221128 B CN109221128 B CN 109221128B CN 201811219335 A CN201811219335 A CN 201811219335A CN 109221128 B CN109221128 B CN 109221128B
Authority
CN
China
Prior art keywords
peba1
protein
protein elicitor
aphids
crops
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201811219335.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109221128A (zh
Inventor
邱德文
阿卜杜勒巴斯特
杨秀芬
曾洪梅
郭立华
李广悦
袁京京
王双超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Plant Protection of Chinese Academy of Agricultural Sciences
Original Assignee
Institute of Plant Protection of Chinese Academy of Agricultural Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Plant Protection of Chinese Academy of Agricultural Sciences filed Critical Institute of Plant Protection of Chinese Academy of Agricultural Sciences
Priority to CN201811219335.7A priority Critical patent/CN109221128B/zh
Publication of CN109221128A publication Critical patent/CN109221128A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109221128B publication Critical patent/CN109221128B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N37/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids
    • A01N37/44—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids containing at least one carboxylic group or a thio analogue, or a derivative thereof, and a nitrogen atom attached to the same carbon skeleton by a single or double bond, this nitrogen atom not being a member of a derivative or of a thio analogue of a carboxylic group, e.g. amino-carboxylic acids
    • A01N37/46—N-acyl derivatives

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

本发明公开了蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜虫中的应用，其中，采用蛋白激发子PeBA1水溶液对农作物进行喷雾处理。在每一种植物上喷洒大约2‑3毫升的蛋白激发子溶液。喷雾中蛋白激发子PeBA1的浓度为16.38～40.511ug/ml。所述农作物为大豆；所述蚜虫为桃蚜。在最适温度21℃的培养下，与对照相比，蛋白激发子PeBA1处理的植物上，蚜虫若虫的发育历期明显延长。在整个生命周期中，与对照组相比，蚜虫取食蛋白激发子PeBA1处理的植物能显著降低繁殖能力，后代蚜虫的种群数量明显降低。

Description

蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜中的应用
技术领域
本发明涉及蛋白质激发子技术领域，特别是涉及细菌来源的蛋白激发子在抗蚜虫方面的应用。
背景技术
近年来，植物诱导抗性已成为一个研究的热点(Dodds PN,Rathjen JP.Plantimmunity:towards an integrated view of plant-pathogen interactions.Nat RevGenet.2010；11:539-48.Stael S,Kmiecik P,Willems P,Van Der Kelen K,Coll NS,Teige M,et al.Plant innate immunity--sunny side up？Trends in plantscience.2015；20:3-11.)。激发子作为植物诱导抗性的主要诱导子，是一类对病原微生物无直接毒杀作用、通过诱导植物产生防御反应而提高植物广谱抗性的化合物。它们多为天然的大分子物质，不会对环境及环境中的非靶标有益微生物或昆虫造成伤害。
激发子可以通过刺激植物产生一系列生理代谢过程来引起植物免疫反应。已有研究表明，激发子能激发植物细胞程序性死亡，诱导抗性蛋白上调表达，促进植物抗性物质积累以及植物激素如赤霉素、生长素的产生等多重免疫防御反应来增强植物对生物入侵的抗性干扰能力(Zhao J.,Davis LC.,Verpoorte R.Elicitor signal transduction leadingto production of plant secondary metabolites.Biotechnology Advances,2005,23(4):283-333.Chen M.,Zhang C.,Zi Q.,et al.A novel elicitor identified fromMagnaporthe oryzae triggers defense responses in tobacco and rice.Plant CellRep,2014,33(11):1865-1879.)。喷洒外源茉莉酸，可以显著增强马铃薯对马铃薯蚜虫的抗性(Cohen,Y.,U.Gisi,T.Niderman(1993).茉莉酸及茉莉酸甲酯诱导马铃薯和番茄对致病疫霉产生抗性.病理学83(10):1054-1062)，降低麦长管蚜的种群数量(Bruce,T.J.,J.L.Martin,J.A.Pickett,B.J.Pye,L.E.Smart,L.J.Wadhams(2003).顺-茉莉酮诱导抗性(有害生物管理科学59:1031-1036)，也可以诱导植物相邻未处理叶片的PI的基因表达(Farmer,E.E.,C.A.Ryan(1992).茉莉酸前体激活损伤诱导蛋白酶抑制子合成(植物细胞4(2):129-134.)。此外，研究还发现，茉莉酸诱导棉花幼苗抗虫相关酶存在浓度依赖性和滞后期，茉莉酸诱导抗性表现在明显抑制棉铃虫相对生长率、体重降低。1.0mmol/L茉莉酸是诱导6叶期皖棉16幼苗抗虫性的最佳浓度(杨世勇，宋芬芳，谢建春.茉莉酸诱导棉花幼苗抗虫性对棉铃虫相对生长率的影响[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2013,41(05):66-74.)。麦长管蚜唾液处理小麦叶片后，会显著降低麦长管蚜的产卵量(Zhang,Y.,J.Fan,F.Francis,J.Chen(2017).麦长管蚜唾液分泌物激发小麦抗虫性.农业与食品化学65(40):8798.)。
PeBA1是从解淀粉芽孢杆菌NC6(Bacillus amyloliquefaciens)中分离的一种能够诱导烟草产生系统抗病反应的新型蛋白激发子(Wang,N.,Liu,M.,Guo,L.,Yang,X.&Qiu,D.A Novel Protein Elicitor(PeBA1)from Bacillus amyloliquefaciens NC6 InducesSystemic Resistance in Tobacco.International journal of biologicalsciences.2016.12,757-767.)。编码该蛋白的Genbank:KT362141，从美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information，NCBI)查询的基因序列信息可知，PeBA1蛋白可从任意与NC6同种的解淀粉芽孢杆菌中分离获得。
PeBA1重组蛋白具有良好的稳定性，分子量为30.9kDa。5μM的重组蛋白能引起枯斑三生烟烟草叶片过敏性坏死反应，活性氧爆发等防御反应，提高植物对病原菌侵染的抗性。
发明内容
本发明的目的是提供蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜虫的应用。其技术方案具体如下：
蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜虫中的应用，其中，采用蛋白激发子PeBA1水溶液对农作物进行喷雾处理。在每一种植物上喷洒大约2-3毫升的蛋白激发子溶液。
本发明所述的蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜虫中的应用，其中，所述喷雾中蛋白激发子PeBA1的浓度为16.38～40.511ug/ml。
本发明所述的蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜虫中的应用，其中，所述农作物为大豆。
本发明所述的蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜虫中的应用，其中，所述蚜虫为桃蚜。
本发明所述的蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜虫中的应用，包括以下步骤：
用不同浓度的蛋白激发子PeBA1(40.511、24.904、16.38ug/ml)处理3叶期大豆幼苗。利用喷雾瓶在每株植物上喷洒大约2-3毫升的蛋白激发子溶液，以喷蒸馏水为对照组；
大豆幼苗自然晾干后在每片叶子释放3-5头蚜虫，通过统计蚜虫的蜕皮时间来评价蚜虫的发育时间，通过统计蚜虫后代的总数评价蚜虫的繁殖能力。
在最适温度21℃的培养下，与对照相比，蛋白激发子PeBA1处理的植物上，蚜虫若虫的发育历期明显延长。在整个生命周期中，与对照组相比，蚜虫取食蛋白激发子PeBA1处理的植物能显著降低繁殖能力，后代蚜虫的种群数量明显降低。
下面结合附图说明和具体实施例对本发明所述的蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜中的应用作进一步说明。
附图说明
图1为PeBA1处理对延缓蚜虫发育历期的影响；
图2为PeBA1处理对蚜虫繁殖能力的影响。
具体实施方式
蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜虫中的应用，其中，农作物为大豆。蚜虫是桃蚜(Myzus perscae)。
1实验方法
1.1植物和昆虫的生长条件
大豆苗生长在无菌营养土的塑料罐中。置于自然光照下的温室中，白天和夜晚的温度在21℃到33℃之间，相对湿度65～75％，光周期16h：8h(光照：黑暗)。桃蚜于室内饲养3个月以上以获得稳定的品系。
1.2蛋白激发子PeBA1对蚜虫发育和繁殖能力的影响
利用不同浓度的蛋白激发子PeBA1(16.38、24.904、40.511ug/ml)喷雾处理大豆3叶期幼苗，每株植株上喷洒大约2-3毫升的蛋白激发子溶液，均匀喷雾全植株。以喷洒蒸馏水为对照组，喷雾后的大豆幼苗自然晾干。在每片叶子释放3-5头1龄蚜虫若虫，通过统计蚜虫的蜕皮时间来评价蚜虫的发育时间，通过统计蚜虫后代的总数评价蚜虫的繁殖能力。采用Excel及SPSS(Version 18.0)软件对数据进行统计分析。
2结果与分析
2.1蚜虫取食蛋白激发子PeBA1处理的大豆其发育缓慢，发育历期延长
在最适温度21℃的培养下，与对照相比，蛋白激发子PeBA1处理的植物上，蚜虫若虫的发育历期明显延长。不同浓度蛋白激发子处理对蚜虫发育历期的影响是不同的。在三个浓度处理中，最小浓度的发育历期最长，最大浓度的发育历期最短。在每个虫龄阶段，发育历期延长趋势相同。例如，在对照组中，二龄发育到三龄需要2.1天，蛋白激发子PeBA1处理组从二龄发育到三龄需要2.6天。发育历期延长13.4％(见图1)。
2.2蚜虫取食蛋白激发子PeBA1处理的大豆其种群数量下降
在整个生命周期中，与对照组相比，蚜虫取食蛋白激发子PeBA1处理的植物能显著降低繁殖能力，后代蚜虫的种群数量明显降低。例如，PeBA1蛋白浓度40.511ug/ml处理组，蚜虫繁殖能力比对照组降低了22.75％(见图2)。
改变蛋白激发子PeBA1浓度进行实验，结果发现：蛋白激发子PeBA1的浓度为16.38～40.511ug/ml范围时，对延长蚜虫发育历期和降低繁殖率最为合适。当高于或者低于该浓度范围，将导致上述两种作用的减弱。蚜虫取食10.232ug/ml和50ug/ml PeBA1处理的大豆幼苗时，处理组和对照组一龄、二龄、三龄及四龄蚜虫若虫发育历期相同，分别为2.0、2.1、2.3和2.0天。蚜虫取食10.232ug/ml与16.38ug/ml处理的大豆幼苗，生殖量没有显著差异，分别为14.6±0.3，15.0±0.4头。50.432ug/ml与40.511ug/ml两个处理浓度之间蚜虫生殖量也无显著差异，分别为13.0±0.3，12.9±0.5头。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜虫中的应用，其特征在于，包括以下步骤：将蛋白激发子PeBA1均匀喷洒到农作物植株上，每株喷洒2-3毫升的蛋白激发子溶液；所述蛋白激发子PeBA1的浓度为16.38～40.511μg/ml；所述农作物为大豆。
2.根据权利要求1所述的蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜虫中的应用，其特征在于：所述蚜虫为桃蚜。
3.根据权利要求2所述的蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜虫中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
在21℃下，取3叶期大豆幼苗，利用不同浓度的蛋白激发子PeBA1喷雾处理大豆幼苗，以水处理为对照；
利用喷雾瓶在每株植株上喷洒2-3毫升的蛋白激发子溶液；
大豆幼苗自然晾干后，在每片叶上释放3-5头1龄若虫，通过统计蚜虫的蜕皮时间来评价蚜虫的发育时间，通过统计蚜虫后代的总数评价蚜虫的繁殖能力。
CN201811219335.7A 2018-10-19 2018-10-19 蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜中的应用 Expired - Fee Related CN109221128B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811219335.7A CN109221128B (zh) 2018-10-19 2018-10-19 蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811219335.7A CN109221128B (zh) 2018-10-19 2018-10-19 蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109221128A CN109221128A (zh) 2019-01-18
CN109221128B true CN109221128B (zh) 2020-01-14

Family

ID=65080458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811219335.7A Expired - Fee Related CN109221128B (zh) 2018-10-19 2018-10-19 蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109221128B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130267418A1 (en) * 2010-12-10 2013-10-10 Auburn University Inoculants Including Bacillus Bacteria for Inducing Production of Volatile Organic Compounds in Plants
KR20140079231A (ko) * 2012-12-18 2014-06-26 전남대학교산학협력단 바실러스 아밀로리쿼페이션스 ｅｍｌ―ｃａｐ３를 포함하는 살충 조성물
CN105331557A (zh) * 2015-11-18 2016-02-17 浙江省农业科学院 解淀粉芽孢杆菌hz179及其在制备微生物杀虫剂中的应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130267418A1 (en) * 2010-12-10 2013-10-10 Auburn University Inoculants Including Bacillus Bacteria for Inducing Production of Volatile Organic Compounds in Plants
KR20140079231A (ko) * 2012-12-18 2014-06-26 전남대학교산학협력단 바실러스 아밀로리쿼페이션스 ｅｍｌ―ｃａｐ３를 포함하는 살충 조성물
CN105331557A (zh) * 2015-11-18 2016-02-17 浙江省农业科学院 解淀粉芽孢杆菌hz179及其在制备微生物杀虫剂中的应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A Novel Protein Elicitor (PeBA1) from Bacillus amyloliquefaciens NC6 Induces Systemic Resistance in Tobacco;Ningbo Wang,et,al.;《International Journal of Biological Sciences》;20160428;第12卷(第6期);第757-766页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109221128A (zh) 2019-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2779303T3 (es) Endófitos fúngicos para mejorar el rendimiento de los cultivos y la protección contra plagas
Derbalah et al. Laboratory evaluation of some non-conventional pest control agents against the pink bollworm Pectinophora gossypiella (Saunders)
CN109221197B (zh) 一种植物抗病诱抗剂及其应用
JP2013521298A (ja) 植物のバイオマスを増やし、鉄濃度を高め、病原体に対する耐性を向上させるための組成物および方法
Shalaby et al. Efficacy of three entomopathogenic agents for control the tomato borer, Tuta absoluta (Meyrick)(Lepidoptera: Gelechiidae)
CN1631091A (zh) 果园生态生防控制方法
Geroh et al. Determination of lethal concentration and lethal time of entomopathogen Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin against Tetranychus urticae Koch.
JP2023008859A (ja) ハダニを防除するためのタンパク質ｂｖｐ１０及びその応用
CN1074803A (zh) 一种高效作物防病增产菌的选育与生产工艺
KR20200057643A (ko) 우수한 살충 효과 및 포자생성능을 갖는 신규 보베리아 바시아나 knu-101 균주 및 이의 용도
Gharekhani et al. Demography of Tuta absoluta (Meyrick)(Lepidoptera: Gelechiidae) reared on elicitor‐treated tomato plants with an innovative comparison of projected population sizes and application of the multinomial theorem for population survival
CN109221128B (zh) 蛋白激发子PeBA1在诱导农作物抗蚜中的应用
Javed et al. Sublethal effects of Brevibacillus laterosporus an emerging novel entomopathogenic bacterium with potential role to trigger defense response in chili pepper Capsicum annuum L. against potato aphid Macrosiphum euphorbiae
Amer et al. Biological aspects of Orius similis Zheng reared on two preys at three constant temperatures
CN113424837A (zh) 一种白僵菌与植物源挥发物联用的玉米螟防控方法
CN103570811B (zh) 苏云金芽孢杆菌基因cry1Ah3及其应用
CN106591323A (zh) 野生毛葡萄抗病基因及其应用
Gao et al. Impact of selected fungi from an artificial diet on the growth and development of Drosophila suzukii (Diptera: Drosophilidae)
Khuhro et al. Feeding potential of lady bird beetle, Brumus suturalis Fabricius (Coleopteran: Coccinellidae) on cotton mealy bug Phenococcus solenopsis (Tinsley) in laboratory and field
Banu et al. Susceptibility of Cotton mealy bug, Paracoccus marginatus to Entomopathogenic fungi.
CN112522112B (zh) 一种用于防治苜蓿斑蚜的真菌菌株及其应用
CN114586584B (zh) 一种基于全周期生物系统的甜椒绿色轻简控害方法
CN106962366B (zh) N,n’-亚甲基双(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)控制作物害虫的应用
KR20120071956A (ko) 신규한 로도토루라 그라미니스 ｙ435 및 이를 포함하는 식물 저장병균 방제제
El-Sayed et al. Efficacy of Metarhizium anisopliae Biopesticide Compared with Two Chitin Synthesis Inhibitors Hexythiazox and Etoxazole in Tetranychus urticae Koch Management

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200114

Termination date: 20201019

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee