13种苯丙烷代谢物对6种炭疽菌的抑菌活性研究

炭疽病是广泛影响热带、亚热带植物的真菌性病害。开发绿色农药是有效防治炭疽病的重要手段。热带牧草柱花草的转录组和代谢组研究表明,苯丙烷代谢通路在响应炭疽菌侵染过程中显著上调。为评价苯丙烷代谢物的抑菌活性,本研究采用体外抑菌试验,测定了13种苯丙烷代谢物对柱花草胶孢炭疽菌、橡胶胶孢炭疽菌、大薯胶孢炭疽菌、芒果胶孢炭疽菌、番木瓜胶孢炭疽菌和橡胶尖孢炭疽菌等6种炭疽菌的菌丝生长抑制作用;进一步测定了活性较好的代谢物及其两两组合对6种炭疽菌菌丝生长和5种炭疽菌孢子萌发的抑制作用。结果表明,13种代谢物对6种炭疽菌的抑制效果不同,在500μmol/L和1000μmol/L的浓度下,紫檀芪对6种炭疽菌菌丝生长的抑制效果最好,高浓度时平均抑制率可达47.47%~80.74%;在1000μmol/L的浓度下,根皮素和香豆素对6种炭疽菌菌丝生长也有一定的抑制效果,而其他9种代谢物对6种炭疽菌抑制作用较弱或者无明显抑制作用。代谢物两两组合时,含紫檀芪的代谢物组合对6种炭疽菌菌丝生长有显著的抑制作用,平均抑制率为31.07%~89.05%;紫檀芪及含紫檀芪的代谢物组合对5种炭疽菌孢子萌发有显著的抑制作用,对柱花草胶孢炭疽菌、橡胶胶孢炭疽菌、橡胶尖孢炭疽菌、芒果胶孢炭疽菌和番木瓜胶孢炭疽菌毒力最强的代谢物或组合分别为紫檀芪+根皮素、紫檀芪+阿魏酸、紫檀芪+阿魏酸、紫檀芪+根皮素、紫檀芪,IC50值分别为293.475、67.660、184.764、108.671、68.417μmol/L。本文所发掘的代谢物及其组合可为进一步研究防治炭疽病的绿色农药提供理论基础。

基于靶向代谢组学分析黄芪苯丙烷代谢物对根腐病菌Fusarium solani侵染的响应

根腐病是制约黄芪产业可持续发展的重要因素。选育抗性品种作为防治病害最为经济有效且安全的措施,其关键在于抗病性状指标的获得。本研究采用基于LC-MS的靶向代谢组学与实时荧光定量PCR技术,分析苯丙烷途经代谢物响应根腐病菌腐皮镰刀菌(Fusarium solani,FS)侵染的动态变化,结合多元统计分析指认差异代谢物,以期精准挖掘抗病相关(resistance-related,RR)代谢物,为黄芪抗病性状指标的筛选提供依据。研究建立的LCMS测定方法灵敏度高,各组分在各自浓度范围内,线性关系良好(R2≥0.9689),回收率在70%~107%,相对标准偏差(n=6)在1.2%~9.9%。研究发现,FS侵染对目标代谢物变化造成了明显扰动,使其含量随时间序列与模拟接种组相比呈不同程度的上调或下调,指认的差异代谢物毛蕊异黄酮葡萄糖苷、芒柄花苷、毛蕊异黄酮和芒柄花素,都属于黄酮类化合物。前3种化合物与FS在黄芪根中的含量显著负相关(r≤-0.97,P<0.05),作为潜在RR代谢物,可为研究获得有实际应用前景的黄芪抗根腐病指标提供参考。

甘薯苯丙烷类代谢及其酶基因研究进展

甘薯是世界上重要的粮食、蔬菜、饲料、工业原料和生物能源作物。苯丙烷代谢是植物体内次生代谢物合成的重要途径。本文论述了甘薯苯丙烷类代谢物及其酶基因的研究进展。

植物苯丙氨酸解氨酶表达调控机理的研究进展

植物苯丙氨酸解氨酶(PAL,EC 4.3.1.5)是苯丙烷类化合物代谢的关键限速酶,在次生代谢物合成及抗逆过程中有重要作用。从植物苯丙氨酸解氨酶的基本特性、蛋白定位、基因特点以及组织表达模式等方面,对近几年PAL在次生代谢物的生物合成和信号调控中的研究进展进行综述,旨在为苯丙烷合成途径中重要关键酶基因的多样性、表达调控机制复杂性和次生代谢物积累的分子机理以及苯丙氨酸解氨酶的利用研究提供理论依据和应用参考。