瓜果腐霉(Pythium aphanidermatum)中除草活性物質(zhì)的分離鑒定、結構修飾及除草作用機制初步研究.pdf

1、本研究采用分離自染病黑麥草的瓜果腐霉（Pythium aphanidermatum）PA1菌株，對其液體發(fā)酵后的次生代謝產(chǎn)物進行了除草活性測定，發(fā)現(xiàn)瓜果腐霉的除草活性物質(zhì)主要存在于菌絲體中，僅有少量分泌到PD培養(yǎng)基中。經(jīng)過薄層層析、柱層析、高效液相色譜法(HPLC)進行分離，得到了純度大于99％的除草活性物質(zhì)組分。瓜果腐霉粗毒素在較低濃度下可以抑制馬唐草的生長且作用明顯，且馬唐葉片顏色逐漸變?yōu)榧t色;在較高濃度下馬唐植株在72 h內(nèi)死亡。

2、高效液相色譜法分析表明經(jīng)過硅膠層析柱分離得到的組分主要有7個物質(zhì)的吸收峰存在，其中編號為140827-3的物質(zhì)含量最高。經(jīng)過質(zhì)譜和核磁分析表明該物質(zhì)分子量為:691.44，其為:具有長脂肪鏈的醇酸類物質(zhì)。
　　為了開發(fā)出新的具有除草活性的物質(zhì)，本實驗室對前期從瓜果腐霉中分離得到的具有強除草活性的阿魏酸進行分子改造。并采用小杯法、莖葉處理法，以馬唐、馬齒莧和播娘蒿為供試雜草對所合成的化合物進行了除草活性測定。本試驗合成得到的化合物包

3、括:4-羥基-3-甲氧基肉桂酸乙酯、4-羥基-3-甲氧基肉桂酸鄰氯苯胺、4-羥基-3-甲氧基肉桂酸酰肼、4-羥基-3-甲氧基肉桂酸叔丁酯、4-乙酰氧基-3-甲氧基肉桂酸、2，3-二溴-3-（4-羥基-3-甲氧基苯基）丙酸、3-（4-羥基-3-甲氧基苯基）丙炔酸、5，7-二羥基-4-（4-羥基-3-甲氧基苯基）-2H-1-苯并吡喃-2-酮和3-（4-羥基-3-甲氧基苯基）丙炔酰氯共9種化合物，其回收率分別為96.81％、97.39％、82

4、.20％、75.67％、98.29％、94％、62％、40％、52％。4-羥基-3-甲氧基肉桂酸酰肼和4-乙酰氧基-3-甲氧基肉桂酸對馬齒莧胚根的抑制活性最強，IC50分別為87.5 mg/L和74.6mg/L，其余3種活性相對較弱;4-羥基-3-甲氧基肉桂酸乙酯和4-乙酰氧基-3-甲氧基肉桂酸分別在500 mg/L和1000 mg/L濃度下可完全抑制播娘蒿和馬齒莧胚根、芽的生長，而4-羥基-3-甲氧基肉桂酸鄰氯苯胺則在1000 mg/

5、L濃度下可完全抑制播娘蒿胚根的生長。2，3-二溴-3-（4-羥基-3-甲氧基苯基）丙酸、3-（4-羥基-3-甲氧基苯基）丙炔酸、5，7-二羥基-4-（4-羥基-3-甲氧基苯基）-2H-1-苯并吡喃-2-酮和3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)丙炔酰氯，4種物質(zhì)的除草活性并不明顯。試驗結果說明在阿魏酸分子中的不同位點結合適當?shù)幕鶊F結構可以提高或者降低阿魏酸分子的除草活性。
　　采用同位素相對和絕對定量技術(iTRAQ)測定了4-羥基-3

6、-甲氧基肉桂酸乙酯對擬南芥(Arabidopsis thaliana)的原初作用蛋白。利用本體論數(shù)據(jù)庫（GO數(shù)據(jù)庫）、NCBI數(shù)據(jù)庫和蛋白質(zhì)碰撞誘導解離數(shù)據(jù)庫(collision-induced dissociation，CID)的共同比較和分析表明4-羥基-3-甲氧基肉桂酸乙酯首先作用于擬南芥呼光呼吸系統(tǒng)，阻礙NAD的功能，使gi|222424504|蛋白水平顯著降低;但造成擬南芥死亡的原因是由于4-羥基-3-甲氧基肉桂酸乙酯引起了擬

7、南芥gi|24417236|蛋白質(zhì)的上調(diào)，其上調(diào)程度為39.6倍。前者負責與植物細胞內(nèi)微管相結合，主要促使微管解離抑制微管形成;后者主要通過與絲氨酸型內(nèi)肽酶相結合降低相關酶活性、抑制磷脂的合成、促進蛋白質(zhì)的水解。最終在蛋白質(zhì)gi|222424504|、gi|24417236|的共同作用下造成了擬南芥植株的死亡。
　　本研究為天然產(chǎn)物除草活性物質(zhì)的開發(fā)研究提供了前體分子結構、為新的除草活性位點的研究提供了物質(zhì)基礎、為新作用位點除草劑