本發明涉及生物農藥,具體涉及化合物35c3在誘導植物免疫和增強植物抗病性中的應用。
背景技術:
1、在與病原菌和植食性昆蟲長期的協同進化中,植物進化出兩套免疫系統,分別是病原體相關分子模式誘導的免疫反應(pamp-triggered?immunity,pti)和效應子誘導的免疫反應(effector-triggered?immunity,eti)。病原體相關分子模式(如細菌鞭毛、真菌幾丁質)在微生物中普遍存在且相對保守,可被植物細胞表面的模式識別受體特異性識別,進而觸發pti反應。該過程通過關閉氣孔、爆發活性氧、激活絲裂原活化蛋白激酶(mapk)級聯反應、合成抗菌物質等方式,有效抵御大多數病原微生物的入侵。當病原菌成功侵入植物細胞后,其分泌的毒性效應蛋白可抑制pti信號,此時植物體內的nb-lrr受體蛋白能夠直接或間接識別這些效應蛋白,誘發更為強烈的eti反應,表現為激素信號分子含量升高、活性氧激增、細胞壁木質化,甚至導致過敏反應(hr)和細胞程序性死亡。
2、植物免疫誘抗劑(又稱植物疫苗)是一類通過激活植物自身免疫系統來提高植物抗病抗蟲水平的生物農藥。與傳統農藥直接作用于病原菌或害蟲的作用模式不同,免疫誘抗劑通過誘導抗性基因表達、調節代謝途徑、促進抗性物質積累、激發系統性抗性等方式,使植物獲得廣譜持久的抗性。根據來源,植物免疫誘抗劑可分為天然類小分子和合成類小分子誘抗劑。
3、病害是制約農業生產的關鍵因素之一。為防控病害,部分地區長期依賴化學農藥,這不僅導致病原菌和害蟲抗藥性逐漸累積,還引發土壤退化、水體污染等一系列環境問題,破壞農業生態系統的穩定性。此外,農藥殘留超標會通過食物鏈傳遞,對人體健康構成潛在威脅。因此,在降低化學農藥用量的前提下提高植物自身抗逆能力,已成為農業綠色發展的迫切需求。植物免疫誘抗劑以其環境友好、作用譜廣、不易產生抗性等特點,成為植物保護領域的研究熱點。
4、小分子化合物35c3是一種含肽鍵的有機酸,其結構式已在文獻中公開。目前關于該化合物的研究主要集中于化學合成等領域,而將其作為植物免疫誘抗劑,用于激活植物免疫、增強植物抗病性的用途,尚未見報道。
技術實現思路
1、本發明的目的旨在提供一種人工合成的植物免疫誘抗劑及其應用。具體而言,本發明發現小分子化合物35c3能夠有效激活絲裂原活化蛋白激酶(mapks)的磷酸化,并誘導一系列相關抗病基因的表達,還可以顯著提升植物對病原菌丁香假單胞菌(pst?dc3000)、膠孢炭疽菌和灰霉菌的抗性。
2、為實現上述目的,本發明采用的技術方案如下:
3、化合物35c3在制備用于誘導植物免疫和/或增強植物抗病性的產品中的應用。
4、在一些實施例中,所述增強植物抗病性包括增強植物對細菌性病害和/或真菌性病害的抗性。
5、在一些實施例中,所述細菌性病害由丁香假單胞菌(pseudomonas?syringae)引起。
6、在一些實施例中,所述真菌性病害由膠孢炭疽菌(colletotrichumgloeosporioides)或灰霉菌(botrytis?cinerea)引起。
7、在一些實施例中,所述植物包括擬南芥、楊樹、番茄、綠豆、四季豆、大豆、茄子、南瓜、玉米、小麥、鵝掌楸、銀杏和向日葵中的至少一種。
8、在一些實施例中,所述產品中化合物35c3的使用濃度為1-100?μm。
9、在一些實施例中,所述產品中化合物35c3的使用濃度為5-20?μm。
10、在一些實施例中,所述產品中化合物35c3的使用濃度為10?μm。
11、一種誘導植物免疫和增強植物抗病性的方法,包括用有效劑量的化合物35c3處理植物的步驟。
12、一種植物免疫誘抗劑,其有效成分包含化合物35c3。
13、與現有技術相比,本發明具有以下有益效果:
14、(1)本發明首次揭示了小分子化合物35c3作為植物免疫誘激活劑的潛力,為已知化合物開發了全新的應用領域。這為綠色農藥的創制提供了新的候選分子和思路。
15、(2)本發明通過嚴謹的實驗證實,35c3并非直接作用于病原菌,而是通過激活植物自身的mapk信號通路、促進活性氧迸發和抗病基因表達,從內在提升植物的免疫水平。其對多種模式植物和農作物的免疫激活效果顯著。
16、(3)35c3能有效提升植物對不同類型的病原菌(包括細菌和真菌)的抗性,具有廣譜防控潛力,優于傳統單一靶標的化學農藥。
17、(4)作為植物免疫誘抗劑,35c3通過增強植物自身免疫力來抵御病害,不直接殺滅病原菌,因此不易產生抗藥性,且對人畜毒性較低,對環境友好,符合農業可持續發展的要求。
1.化合物35c3在制備用于誘導植物免疫和增強植物抗病性的產品中的應用。
2.根據權利要求1所述的應用,其特征在于,所述增強植物抗病性包括增強植物對細菌性病害和真菌性病害的抗性。
3.根據權利要求2所述的應用,其特征在于,所述細菌性病害由丁香假單胞菌pseudomonas?syringae引起。
4.根據權利要求2所述的應用,其特征在于,所述真菌性病害由膠孢炭疽菌colletotrichum?gloeosporioides或灰霉菌botrytis?cinerea引起。
5.根據權利要求1-4任一項所述的應用,其特征在于,所述植物包括擬南芥、楊樹、番茄、綠豆、四季豆、大豆、茄子、南瓜、玉米、小麥、鵝掌楸、銀杏和向日葵中的至少一種。
6.根據權利要求5所述的應用,其特征在于,所述產品中化合物35c3的使用濃度為1-100?μm。
7.根據權利要求6所述的應用,其特征在于,所述產品中化合物35c3的使用濃度為5-20μm。
8.根據權利要求7所述的應用,其特征在于,所述產品中化合物35c3的使用濃度為10?μm。
9.一種誘導植物免疫和/或增強植物抗病性的方法,其特征在于,包括用有效劑量的化合物35c3處理植物的步驟。
10.一種植物免疫誘抗劑,其特征在于,其有效成分包含化合物35c3。