[发明专利]一种抑制大豆细菌性斑疹病的方法

说明书

技术领域

本发明属于农业病害防治技术领域，具体涉及一种抑制大豆细菌性斑疹病的方法。

背景技术

大豆原产于我国，是重要的粮食、油料作物，在我国农业生产中占有相当重要的地位。20世纪90年代以来，随着人们对大豆保健功能的不断认识，菜用大豆(俗称毛豆)迅速发展，成为部分地区出口创汇农产品和区域特色优势农作物。在大豆整个生育期，其生长不断受到各种病原物(如细菌)的攻击。在局部地区，高温、多雨、湿润的气候为大豆斑疹病菌的侵染和繁殖提供了适宜的环境，病害日渐严重，严重影响着大豆的产量和品质，成为制约部分地区(如浙江)菜用大豆产业发展的重要因素之一。

大豆细菌性斑疹病菌，属于黄单胞属，该属病原菌能侵染绝大多数蔬菜、经济作物和农作物，对农业生产造成巨大损失。目前，对大豆斑疹病害的治理主要是选育、栽培抗性品种，使用化学农药。选育、栽培抗性品种受抗源不足或病原物快速变异使品种抗性丧失；化学农药的广泛使用造成环境污染，并激增病原菌的抗药性。为阻止细菌抗药性快速发展趋势，采用区别于传统杀菌剂作用模式的新型抗菌剂势在必行。传统药物一般只具有杀菌或抑菌作用，限制病原菌的生长繁殖，从而导致抗药性的加速发展。因此，研究开发或探索对病原细菌生长繁殖非必须的，而对其发挥关键毒性功能的致病系统(如III型分泌系统(T3SS))起破坏或抑制作用的新型抗菌剂，或许是一个新思路、新领域。

植物黄单胞属细菌通过T3SS向寄主植物分泌效应蛋白，III型效应蛋白进入寄主植物体内，干扰寄主防御反应；抑制植物细胞壁修复；促进细胞程序性死亡。分泌效应蛋白的T3SS装置由二十几种蛋白组成，是所有分泌系统中最复杂、最重要的。当T3SS核心装置组分缺失时，病原细菌的致病性一般会丧失。研究表明，尽管效应蛋白的功能因病原菌不同而异，而T3SS核心装置在不同病原菌中却具有高度同源性、进化保守性，暗示同类分子信号或许能作用于多种病原细菌的T3SS。基于这些发现，探索或开发特异性针对于T3SS毒性装置靶点的新型抗菌剂，或许是一个新探索、新策略。

自2002年以来，研究者开始着手筛选病原细菌T3SS的抑制剂，并陆续建立起各种高通量筛选体系，如细菌荧光素酶报告系统、酶联免疫吸附法、磷脂酶报告系统、GFP和RFP蛋白报告系统等。筛选、并报道了一批特异性作用于T3SS的抑制剂(金属离子化合物)。在鼠血清型沙门氏菌(Salmonella enterica serovar typhimurium)中，Layton等人提出邻羟亚苄基酰胼在一定程度上是通过限制铁离子的利用而起作用，并且这种抑制作用可通过添加外源铁离子而被逆转。铁离子在邻羟亚苄基酰胼介导中所展示的T3SS抑制作用，暗示人们：金属离子或许能扮演T3SS抑制剂的作用。然而，在T3SS抑制剂方面的研究，主要偏向于动物病原细菌，在植物病原细菌中的研究，还鲜有报道。

目前研究认为，金属离子不仅与细菌的蛋白质互作、调节蛋白的三维结构与功能，而且还能维持菌体内离子平衡、增强病原菌的毒性。此外，细菌对金属离子的耐受性以及金属离子通道的调控机制等方面也有颇多研究。然而，有关金属离子影响植物病原细菌重要毒性系统的研究还鲜有报道。基于先前的研究，姜伯乐等首次探究了金属离子对野油菜黄单胞病菌(植物黄单胞属细菌)不同毒性系统的影响。发现Zn²⁺和Mn²⁺同时对T2SS和T3SS有抑制作用；Ca²⁺特异性抑制T3SS；Fe²⁺同时抑制T2SS、T3SS和T4SS装置基因的表达。然而，据初步研究，大豆斑疹病菌(地毯黄单胞菌大豆致病变种)T3SS与其它植物黄单胞菌T3SS存在一定的差异，诸如大豆斑疹病菌激发HR能力显著减弱、并严重延迟，其部分hrc基因突变并不影响病原菌的HR激发能力；大豆斑疹病菌的对碳水化合物利用能力显著强于其他植物黄单胞菌(如稻黄单胞菌)等。因此，金属离子是否对大豆斑疹病菌T3SS具有抑制作用，哪种金属离子或组合物抑制效果显著，以及能否成为防治大豆细菌性斑疹病的新型抗菌剂，还一无所知。

基于以上分析及国内外研究进展，本发明以大豆细菌性斑疹病的病原菌—地毯黄单胞菌大豆致病变种(Xanthomonas axonopodis pv.glycines)为研究对象，筛选得到金属离子化合物组合物抑制剂，其在大豆细菌性斑疹病上具有显著生防效果。

发明内容