[发明专利]一种提高植物对烟草花叶病毒系统性抗性的方法

说明书

本发明涉及一种提高植物对烟草花叶病毒系统性抗性的方法。本发明首先公开了美洲商陆抗病毒蛋白PAP在提高植物对烟草花叶病毒系统性抗性中的应用，并提供了该应用的具体方法，是采用美洲商陆抗病毒蛋白对本生烟幼苗进行喷洒。本发明与用PBS喷洒烟草作为对照，然后分别接种含有绿色荧光蛋白标记的烟草花叶病毒，观察和检测病毒在烟草中的复制情况和相关生理参数的变化情况。结果表明：采用本发明的方法，TMV的复制量显著降低，植物的系统性抗性显著增强；实现了提高植物对TMV的系统性抗性。有望将美洲商陆抗病毒蛋白开发成新型低毒生物农药防治农业生产上的病毒性疾病，具有广阔的应用价值、市场前景和和经济效益。

技术领域

本发明涉及改变植物系统性抗性防御病毒入侵的技术。特别是涉及利用美洲商陆抗病毒蛋白Pokeweed antiviral protein(PAP)改变植物系统性抗性防御病毒入侵的方法。

背景技术

植物在生长发育的过程中经常会遭受病原菌的入侵，植物在长期与病原菌相互斗争的过程也进化了一系列的防御机制来应答病原菌的入侵。当植物遭受病原菌的入侵时，植物可以识别相应的病原菌，植物通过自身的抗性基因编码的蛋白质通过间接或直接的方式与病原菌无毒性的基因相互作用来实现的。然后激活植物的局部和系统性抗性反应，从而增强植物对病原菌的抗性。

一些植物拥有特殊的代谢途径来合成大量的有价值的蛋白，这些蛋白可以用来防治病原菌。例如，某些植物基因可以编码核糖体失活蛋白Ribosome inactivatingproteins(RIPs)，并且近年来该类蛋白也被证明了具有抗病活性。RIPs广泛分布于植物界，在一些真菌、细菌还有水藻中也相继发现。不同的RIPs相继被报道具有着包括抗肿瘤、广谱抗病毒、核糖核酸酶活性和脱氧核糖核酸酶等活性。美洲商陆抗病毒蛋白(PAP)是I型RIP的成员，它从美洲商陆植物的树叶，浆果和根等不同部位的提取物中分离出来。PAP在植物中的抗病毒活性及其在植物系统性抗性中的潜在作用还很少报道。全世界许多蔬菜和观赏性作物在生长发育的过程中经常遭受病毒和真菌的感染，由病毒和真菌引起的疾病对它们的产量和品质造成了巨大的损失。因此寻找有效途径来控制病毒和真菌的入侵是非常必要的。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种提高植物对烟草花叶病毒系统性抗性的方法。

本发明公开了美洲商陆抗病毒蛋白PAP在提高植物对烟草花叶病毒系统性抗性中的应用。

本发明还公开了一种提高植物对烟草花叶病毒系统性抗性的方法，是用美洲商陆抗病毒蛋白对本生烟幼苗进行喷洒。

具体的，美洲商陆抗病毒蛋白的使用浓度推荐0.1mg/mL。施用方式为：对生长6-7周的本生烟幼苗的2片下位叶片连续喷洒3次，每次间隔24小时。

本发明用PAP预处理烟草，用0.02M PBS(pH7.0)喷洒烟草植物下位叶片作为本发明的对照，然后分别接种含有绿色荧光蛋白(GFP)标记的烟草花叶病毒(TMV-GFP)，观察和检测病毒在烟草中的复制情况和相关生理参数的变化情况：(1)TMV-GFP侵染7天后，通过台盼蓝试剂对感染TMV-GFP的植物叶片进行染色，检测植物细胞死亡的积累情况。结果表明病毒感染植物后，细胞死亡严重，然而经过PAP预处理的本生烟在感染病毒后，细胞死亡减轻。说明了PAP预处理植物可以增强植物的系统性抗性。

(2)TMV-GFP侵染7天后，通过硝基蓝四唑(NBT)和二氨基联苯胺(DAB)对感染TMV-GFP的植物叶片进行染色，检测活性氧的积累情况。结果表明病毒感染植物后，活性氧的积累显著增多，然而经过PAP预处理的本生烟在感染病毒后，活性氧的积累明显减轻。说明了PAP预处理植物可以增强植物的系统性抗性。