宁南霉素对烟草花叶病毒的生物活性

宁南霉素对烟草花叶病毒的生物活性 宁南霉素对烟草花叶病毒的生物活性 应用与环境生物2004,10(6):695,698 Chin_,ApplEnvironBiol=ISSN1006-687X 宁南霉素对烟草花叶病毒的生物活性术 邓光兵万波胡厚芝陈家任余懋群 (中国科学院成都生物研究所成都610041) 摘要研究了宁南霉素(Ningnanmycin)对烟草花叶病毒(tobaccomosaicvirus,TMV) 的预防,治疗和钝化作用.结果 明,宁南霉素喷施5d后接种TMV,对烟草花叶病毒的预防效果为58.41%;宁南霉素浓度为150,200ixg/mL时,对 烟草花叶病毒的治疗效果达79.65%,84.96%,治疗效果最好为接种TMV1d后喷施200ixg/mL宁南霉素;宁南霉素 对烟草花叶病毒的钝化效果为76.99%,83.19%,混合45min的TMV与宁南霉素等体积混合液效果更好.试验证明, 宁南霉素对烟草花叶病有很好的治疗作用,对烟草花叶病毒有显着的钝化效果.图1表3参15 关键词宁南霉素;烟草花叶病毒;钝化作用;生物活性 CICS4R22R?43572 BIoLoGICALACTIVITYoFNINGNANMYCINoN ToBACCoMoSAICVIRUS DENGGuangbing,WANBo,HUHouzhi,CHENJiaren&YUMaoqun一 (ChengduInstituteofBiology,ChineseAcademyofSciences,Chengdu610041,China) AbstractTheeffectofNingnanmycinontobaccomosaicvirus(TMV)wasstudied.Thepreve ntingeffectonTMVdisease Wasabout58.41%whenNingnanmycinwasapplied5daysaftertheinoculationofTMV.Thet reatingeffectonTMVdiseaseby Ningnanmycinataconcentrationof150, 200ixg/mLWasabout84.96%whenNingnanmycinWassprayed1dayaftertheinoc— ulationofTMV.TMVwasdeactivatedbyNingnanmycinatarateofabout83.19%wheninocu latedsolutionofTMVWastrea— tedwith200g/mLNingnanmycinfor45rain.Fig1,Tab3,Ref15 KeywordsNingnanmycin;TMV;deactivation;biologicalactivity CICS482.28?S435.72 植物病毒种类繁多,有716种J,分布十分广泛,绝大部分 经济,粮食作物都因受病毒病危害而不同程度减产或品质下 降,在植物病害中所占比例仅次于真菌.其中TMV(tobacco mosaicvirus)是典型的烟草花叶病毒,是烟草花叶病毒属(一 bamovirus)的主要类群,是一种植物正链RNA病毒,可侵染38 个科268种植物.该病毒病阻碍了烟草产量和品质的进一步 提高,对烟草生产危害极大,一般年份发病率约为25%,严 重的达50%以上,经济损失惨重.据大理州植保植检站1991, 1994年的调查统计,烤烟种植面积4×10hma,,4a总发病 面积4.02×10hm,减产2.22×10kg,折合损失人民币5613 万元.由此估计,全国约种植烤烟1.33×10.hma,,则其经济 损失十分惊人.目前国内外用于防治烟草花叶病的化学防治剂 主要有天然抗病毒剂和合成抗病毒剂两大类,近年来抗 植物病毒制剂虽然有很大进展,但由于病毒对植物的绝对寄生 性,目前开发出的植物病毒防治剂的防效一般都低于60%,其 防治效果均不理想,远远满足不了农业的需求. 宁南霉素(Ningnanmycin)是中国科学院成都生物研究所 研制的胞嘧啶核苷肽型新抗生素,是一种高效,低毒,无"三 致"和无蓄积的广谱杀菌剂,其生产菌经鉴定为诺尔斯链霉 收稿日期:2004—11一l8接受日期:2004—12.13 中国科学院知识创新工程项目(KSCX2一SW一301-cI4)资助Supported bytheKnowledgeInnovationProjectoftheChineseAcademyofSciences 通讯作者Correspondingauthor(E-mail:Yumq@cib.ac.cn) 菌的一个新变种,定名为诺尔斯链霉菌西昌变种(Strepcomces nourseivar.xichangensis)LSj.多年研究表明,宁南霉素不仅对水 稻白叶枯病,小麦,蔬菜等白粉病",而且对烟草花叶 病,辣椒病毒病等多种病毒病都具有明显的防病和增产 增值效果,已在生产应用中产生了极大的经济效益.然而在宁 南霉素对烟草花叶病毒的生物活性影响方面尚未开展研究,制 约了宁南霉素在生产上的广泛,合理利用. 因此,本研究利用不同处理,通过宁南霉素对烟草花叶病 毒的预防,治疗和钝化效果,研究宁南霉素对TMV的生物活 性,为宁南霉素在生产中合理有效利用提供理论基础. 1材料和方法 1.1材料 1.1.1供试药剂宁南霉素纯品由中国科学院成都生物 研究所制备,水杨酸由北京化学试剂厂生产. 1.1.2供试烟草品种G28由云南省农科院粮食作物研究 所杨木军研究员提供,该品种对TMV极感. 1.1.3供试病毒烟草花叶病毒(TMV)从中国科学院武 汉病毒研究所购买. 1.2方法 1.2.1药效调查和计算各处理选5株长势相近的烟草, 每株处理3片真叶,统计5株烟草3片真叶病斑的总和,并计 均敏4fillI牛: 问jJlr制#f】 滞媸塑 I21温室烟苗栽种将种』1敞lI,圳 K"ii2竹…II?#托刮小恺肄ll_州"I【K冉?jl IIJ皿{r址坪 】23rN,接种耻俩,IjIi?l{c约ii7)姚^必l1'19 mJAjr,晌削地2irll【Jill?f,I.俳1幔赦 'llll72i,JIJ件研1'iilH个?,.1『凡腑瞳缮液1? !"L譬杯执将rN?池外川《种i'PIiiill_ L24温室蝈苗药效试驻i翥埘lM,nm陆 瞬将』l打蒜末1II1止水琊忤刮!u"…l川『牟 器特澈嗡刮川"竹州r筠J?iI5I幢"rNv.摧 7-iJ-i进行她察l拽J1__[j_1l蕾 J『谫采I,lT,帕}u啦:拙种I?vI—I『;刚fI】5g mll?p.1iI50JiTil??圳l的J'南采曲澉峨 NIllLJ订I求汛7II世?舡}救』{=jr珊llll 牛摧种2—13?lllfIII"…IJ『樽0淑劁iilJ} }咄i南罐隶鲔7tI址I_嚓【扎J1=I雄俩?制中 Ji~i'tri;带,?化Ll蝣l,l,【J川 I』!?,J.m嘶一0圳J?冲J 4s…Ir川ffl苦脐.々f;0f:i,il_}ffb1'19IIII}. m'一IJ址J41Ai,j虬』1jj);LliJ} 叫jir!::.1lffj廿J"J熵啦fbJ21)ll"…JJIK 懈【…一In',i}?/Jd,lfll(I117If舯,,心}^?If jtlM,11Ef』处 2结粜与分析 2I宁南霉素对rM的预防作用 _1_止ff』i川i?dlf舯目rl?7?f"T』簪刮披 且?iI?…k埘lIII?州IIIl?,披制lY5怀 I1姗牧I13t.{J.f艟址liI.I{孙 rMI带删"?-~Zl『fl川f末@S~/r.f{补 rM,岫『lilll"观察刊fl,'J救47{IliaihIJ#1sH 01:忧r41cliTj【I,1lIJli',呐I『*饵袅m ?特,?J0r戡.仃r}世此讣州 ]lf嚣hl?J1Ji4LrlI趣椿1ll{^州 表I宁南磷素对lMv的预防效果 ———————— ——— .__…t1?'业,?? 啪#,=2flfT 【…】,1,II,rJlI……IL…?—— " . . . 特许甜.. I…lI"}? R … ilL,:.I " 】f# ^一LnKrllIn1i1I,"iI{"inii.r JtJ?f?IJ_,r…ffrf—ff: 】IIIJ.1J,b ?"rlllNlulIl,cLrl.r_IriIIT|lI_?? II-』?,2:iIm《mlIJ ffI1ff,1I】?,…rIrIf 6期邓光兵等:宁南霉素对烟草花叶病毒的生物活性697 2.2宁南霉素对TMV的治疗作用 由表2可见,在宁南霉素对TMV的治疗作用试验中,可发 现在接种TMV1d后,分别用50g/mL,100Ixg/mL,150 mL,200g/mL宁南霉素处理,不同浓度的宁南霉素对TMV治 疗均有一定的治疗效果,但浓度不同,其治疗效果差异较大.当 宁南霉素浓度为50mL时,5株×3片真叶病斑数达到77 个,病斑抑制率仅为31.68%;而当宁南霉素浓度达到200Ixg/ mL时,仅观察到l7个病斑,防效显着提高,病斑抑制率达到 84.96%.宁南霉素的防效随其浓度的提高而增强,从治疗效果 来看,生产应用中宁南霉素使用浓度应不低于150mL,以 便获得较理想的防效.此外,还观察到,经TMV接种后1d,2 d,3d,再用200g/mL的宁南霉素治疗处理,其防效作用差异 不大,分别观察到21个和20个病斑,病斑抑制率都可达到 81%以上.但这并不暗示TMV侵染与宁南霉素处理间隔时间 无相关关系,这可能是本试验间隔时间太短所致. 2.3宁南霉素对TMV的钝化作用 由表3可见,TMV经100Ixg/mL的宁南霉素不同钝化时 间处理后,其侵染能力也发生了变化.未经钝化处理的TMV侵 染烟草植株后,5株×3片真叶病斑数达到113个,而经钝化处 理30min的TMV侵染烟草植株后,5株×3片真叶病斑数仅 26个,病斑抑制率可达76.99%.而且随着钝化处理时间延长, TMV的侵染力降低,宁南霉素的防效则提高.钝化处理45min 的TMV侵染烟草植株后,5株×3片真叶病斑数仅l9个,病斑 抑制率者达到83.19%. 表2宁南霉素对TMV的治疗效果 Table2Treatin~effectofNin~nanmvcinonTMVdisease 调查项目 Testitems 宁南霉素(p=100g/mL)对TMV望 钝化时间TimeofdeactivatingTMV宁南霉素水杨酸 byNingnanmycin(p=100p~g/mL)困水TMVNingn'm0一Hvdr0vz0icacid—— k(:OH0?g'/I)(:1.mmol/L30min45minPg/fillmmo1/)zw?(. 3讨论 病毒的发病和植物的免疫都是在机体细胞生理基础上发 生的,宁南霉素对TMV预防作用可能是因为烟草植株在具有 生物活性的宁南霉素处理诱导下,激活了植株抗病基因的表 达,诱导植物对病毒的侵染和增殖产生抗性.试验还发现,喷施 宁南霉素后,烟株的长势,叶色及叶片大小,厚度明显优于空白 对照,这与胡厚芝等,秦世荣等的研究结果相似据胡厚 芝等报道,喷施宁南霉素后,烟草植株除在形态上发生变化 外,总糖,总氮和总蛋白都有明显增加这些都表明,宁南霉素 能促进烟株的生长发育,提高叶绿素含量,增强光合作用,促进 养分运输和吸收,而通常认为通过维持提高烟草的叶绿体含 量,能够达到增加寄主的抗病力,从而抑制病毒的侵染和增殖 或症状的产生 本试验还发现,在一定时间内,随着宁南霉素处理诱导时 间的延长,其预防效果也更好,可能的原因是寄主抗病基因表 达水平和量随处理诱导时间延长而不断增强,也可能是因为抗 病基因表达,翻译而成的具有抑制TMV侵染和增殖的蛋白的 增加,从而抑制病毒的侵染和增殖.但是由于本试验时间不够 长,是否更长的宁南霉素预处理时间将产乍更好的防效,还有 待进一步研究. 另据报道…,宁南霉素对TMV的预防效果最高叮达 929%(3d),而本试验的研究最高仅达58.4l%(5d),存在 较大的差异,这是否与所用烟草品种小同,试验的环境不同或 者是由于试验本身的误差而造成的差异,还需进一少研究.同 时报道了宁南霉素防治烟草花叶病毒的最佳使用浓度为50, 100Ixg/mL,而本研究中使用的最佳浓度为200Ixg/mL,是否与 使用宁南霉素为水剂而我们所用为纯品有关,还需进一步测定 其生物活性才能确定 同时本研究还发现,宁南霉素的治疗和钝化效果远好于预 防效果.据报道,部分化合物可以与病毒粒子形成稳定的复 合物,减弱病毒亚基问的结合,使RNA暴露,破坏病毒粒子的 完整性,从而降低病毒的侵染性;或者对TMV病毒颗粒有很强 的吸附作用,能与病毒粒子结合,使其失去侵染能力.是否因为 宁南霉素能够作用于病毒粒子,使其暂时或永久钝化,从而失 去侵染能力,还需进一步研究证实. 植物病毒在寄主内的复制和扩散主要分为脱壳,病毒核酸 698应用与环境生物ChinJApplEnvironBiol10卷 复制,病毒蛋白合成,病毒装配和体内长距离运动(扩散)等几 个环节,对其中任何环节的抑制,均可以防止病毒的增殖,达到 防治病毒病的目的.宁南霉素抑制烟草花叶病毒的哪些环节, 还需进一步研究证实. 宁南霉素对烟草花叶病的预防与治疗效果均好,但以治疗 效果更佳,宁南霉素防治烟草花叶病的使用浓度以150,200 g/mL为宜. 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