本发明属于利用l-乙酸薄荷酯作为抑制真菌生长的新型植物源hdac激活剂,尤其涉及一种通过降低h3k14ac、h3k27ac水平来抑制尖孢镰刀菌生长的挥发性物质及方法。
背景技术:
1、尖孢镰刀菌作为三七根腐病的关键致病因子,在三七栽培过程中,通过土壤媒介侵入根部,引发根部组织溃烂,对三七的生长发育及最终品质构成严重威胁。鉴于此,三七种植者广泛采用化学杀菌剂如甲基硫菌灵、多菌灵及根康等,以期有效遏制病原菌扩散防治病害。目前国外研究学者已取得显著进展,农药技术与产品正经历着深刻的变革。尽管如此,我国仍面临原创性靶标稀缺的挑战,限制了基于分子设计技术的高效低风险小分子农药的自主研发能力。因此,加强原创性靶标的发现与利用,结合先进的分子设计策略,成为推动绿色农药创新、促进农业绿色发展的迫切需求。
2、组蛋白去乙酰化是真核生物中极为关键的表观遗传调控机制之一,它精确地调控着真菌生长、发育周期以及对环境胁迫的适应性反应,影响一系列关键基因的转录活性。过量组蛋白去乙酰化酶(hdac)激活剂能够诱导细胞凋亡,这一特性已被成功应用于人类癌症治疗领域,具有重要的医学价值。近年来,随着对生物防治策略的深入研究,利用挥发性有机化合物(vocs)作为环境友好型生物防治剂的方法逐渐崭露头角,并受到了科研界和农业界的广泛关注。然而,尽管挥发性小分子物质在生物防治中展现出巨大潜力,但关于它们是否能够作为hdac激活剂,直接参与调控真菌体内的组蛋白去乙酰化过程,并进一步影响真菌的生长发育机制,这一领域的研究尚属空白。因此,探索挥发性小分子物质作为hdac激活剂的可能性,揭示其在真菌中如何通过影响组蛋白去乙酰化来调控生长发育及应对环境胁迫的具体机制,不仅有望为真菌病害的生物防治提供新的策略与靶点,还可能促进对真核生物表观遗传调控机制的深入理解,为农业可持续发展及新型药物研发开辟新的途径。
3、现有技术存在的问题及缺陷为:
4、挥发性小分子物质调控尖孢镰刀菌的组蛋白去乙酰化而对真菌生长发育的影响如何未见研究。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种通过降低h3k14ac、h3k27ac水平来抑制尖孢镰刀菌生长的挥发性物质。
2、本发明是这样实现的,一种通过降低h3k14ac、h3k27ac水平来抑制尖孢镰刀菌生长的挥发性物质的抑制方法包括:
3、步骤1,样品处理:
4、取2g尖孢镰刀菌菌丝加入到含有40ml不同浓度的l-乙酸薄荷酯溶液的锥形瓶中,将锥形瓶放置28℃的恒温培养箱恒温震荡培养24h后收集样品,使用低温研磨仪研磨成粉末备用;
5、步骤2,按照组蛋白提取试剂盒说明书制备处理后样品的组蛋白。
6、进一步,所述l-乙酸薄荷酯可作为foarginase_hdac激活剂。
7、进一步,所述l-乙酸薄荷酯为1mmol/l和2mmol/l。
8、进一步,所述组蛋白提取试剂盒为
9、进一步,所述按照组蛋白提取试剂盒说明书制备处理后样品的组蛋白方法:
10、采用15%的十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶(sds-page)进行蛋白分离,随后使用anti-h3k14ac、anti-h3k27ac、anti-h3k9ac和anti-h3抗体进行免疫印迹检测,以分析h3赖氨酸的乙酰化状态。anti-h3抗体免疫印迹作为对照。最后,使用imagej软件对免疫印迹条带的强度进行定量分析。
11、进一步,所述antih3k14ac为:景杰,ptm157。
12、进一步,所述antih3k27ac为:abcan,cat#:ab24404。
13、进一步,所述antih3k9ac为:abcam,cat#:ab16635。
14、进一步,所述antih3为:景杰,ptm1002。
15、本发明提供了一种抑制尖孢镰刀菌生长的挥发性物质,该物质通过抑制h3k14ac、h3k27ac水平来有效抑制尖孢镰刀菌的生长,且该物质主要包含l-乙酸薄荷酯作为有效成分,在特定浓度下能够显著降低h3k14ac、h3k27ac水平,从而达到抑制尖孢镰刀菌生长的效果。
16、结合上述的技术方案和解决的技术问题,本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为:
17、第一、本发明涉及薄荷挥发油单体成分l-乙酸薄荷酯作为抑制尖孢镰刀菌生长的新型植物源hdac激活剂在抑制病原真菌生长繁殖中的用途,属于农药杀菌剂技术领域。薄荷挥发油单体成分l-乙酸薄荷酯可以抑制尖孢镰刀菌组蛋白去乙酰化酶(foarginase_hdac)的活性,抑制尖孢镰刀菌的核糖体途径关键基因的表达。分子对接表明l-乙酸薄荷酯可以通过与尖孢镰刀菌组蛋白去乙酰化酶foarginase_hdac中的氨基酸残基his240、his203、phe242等相互作用,使foarginase_hdac的活性提高而抑制尖孢镰刀菌h3k14ac、h3k27ac水平。发现薄荷挥发油单体成分l-乙酸薄荷酯作为挥发性小分子,可以抑制尖孢镰刀菌的生长;发现薄荷挥发油单体成分l-乙酸薄荷酯抑制尖孢镰刀菌的组蛋白去乙酰化水平;薄荷挥发油单体成分l-乙酸薄荷酯,可以抑制尖孢镰刀菌的组蛋白去乙酰化酶活性,而抑制核糖体途径关键基因的表达。
18、第二,作为本发明的权利要求的创造性辅助证据,还体现在以下几个重要方面:
19、(1)本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为:
20、预期收益
21、市场扩展与需求满足:随着农业可持续发展和绿色农药需求的增加,l-乙酸薄荷酯作为新型植物源hdac激活剂农药,有望填补市场上对高效、低毒、环境友好型农药的空白。特别是在对真菌病害控制效果显著的领域,其市场需求将进一步扩大。这种新型农药的开发和应用,将为农业生产提供更多的选择,同时也为满足农业可持续发展的需求提供了新的解决方案。
22、经济效益提升:通过提高农作物的产量和质量,减少因病害导致的损失,从而直接增加农民的收入。农药生产企业可以通过规模化生产和销售,实现经济效益的显著提升。
23、技术壁垒与竞争优势:作为新型农药,l-乙酸薄荷酯在技术研发和生产工艺上可能具有一定的技术壁垒,有助于企业在市场上建立竞争优势。随着技术的不断成熟和应用的推广,企业有望获得持续的技术创新收益。
24、商业价值
25、环保与可持续发展:l-乙酸薄荷酯作为植物源农药,其天然、低毒的特性符合当前环保和可持续发展的理念,有助于提升农药产品的市场竞争力。环保标签的加持将有助于吸引更多关注绿色农业的消费者和合作伙伴。
26、品牌建设与市场认知:成功推出l-乙酸薄荷酯农药的企业,可以通过积极的市场推广和品牌建设,提升企业在农药行业的知名度和影响力。良好的品牌形象将有助于企业在市场上获得更多的机会和资源。
27、产业链整合与协同效应:l-乙酸薄荷酯农药的推广和应用,有望带动相关产业链的发展,包括原料供应、生产加工、销售服务等环节。通过产业链整合,企业可以实现资源共享和优势互补,进一步提升整体商业价值。
28、国际合作与市场拓展:随着全球农业贸易的不断发展,l-乙酸薄荷酯农药有望走出国门,参与国际市场竞争。通过国际合作和市场拓展,企业可以进一步提升品牌影响力和市场份额。
29、(2)本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白:
30、l-乙酸薄荷酯作为一种植物源化合物,被开发为hdac激活剂,这在农药领域是一个创新点。传统的hdac抑制剂已被广泛研究并应用于癌症治疗等领域,但将其应用于农药领域,特别是作为激活剂来抑制真菌生长,具有新颖性。
31、随着人们对环保和可持续发展的重视,植物源农药因其低毒、低残留、环境友好等特点而受到关注。l-乙酸薄荷酯作为植物源hdac激活剂,符合这一发展趋势。
32、目前,针对真菌病害的防治主要依赖于化学农药,但这些农药往往存在环境污染、抗药性等问题。l-乙酸薄荷酯作为hdac激活剂,通过调节真菌的表观遗传机制来抑制其生长,为真菌防治提供了新的策略。在农药领域,hdac激活剂的应用尚属空白。l-乙酸薄荷酯的研究和开发,填补了这一领域的空白,为农药的创新和发展提供了新的方向。
33、(3)本发明的技术方案解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题:
34、在中药材种植产业中,有些中药材如重楼,三七极易受到尖孢镰刀菌等根腐病菌的侵害,导致产量和品质严重下降。若能将其应用于中药材种植,防治根腐病的发生,提高中药材的品质及产量,将促进中药材产业的创新发展。作物种植中,减少或避免化学农药的使用,降低农药残留,提高作物品质。
35、(4)本发明的技术方案克服了技术偏见:
36、技术偏见:传统上,hdac抑制剂因其能够抑制肿瘤细胞的生长而被广泛研究,而hdac激活剂在农药领域的应用则相对较少被探索。
37、克服:l-乙酸薄荷酯作为hdac激活剂在农药中的应用,可能通过激活植物体内的hdac,进而影响植物对真菌病害的抗性机制。这种新颖的思路打破了hdac抑制剂在农药领域的传统应用限制,为农药创新开辟了新的方向
1.一种用于抑制尖孢镰刀菌生长的挥发性物质,其特征在于,通过降低组蛋白h3k14ac和h3k27ac水平实现抑制效果,该物质包括l-乙酸薄荷酯,该l-乙酸薄荷酯作为foarginase_hdac激活剂,能够在不同浓度下抑制尖孢镰刀菌的生长。
2.如权利要求1所述的挥发性物质,其特征在于,所述l-乙酸薄荷酯的浓度为1mmol/l或2mmol/l。
3.如权利要求1所述的挥发性物质,其特征在于,所述挥发性物质用于处理尖孢镰刀菌的方法包括以下步骤:
4.一种通过降低h3k14ac、h3k27ac水平来抑制尖孢镰刀菌生长的方法,其特征在于,包括以下步骤:
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述l-乙酸薄荷酯的浓度为1mmol/l和2mmol/l,用于有效降低尖孢镰刀菌中的h3k14ac和h3k27ac水平。
6.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述组蛋白提取试剂盒为用于提取处理后样品中的组蛋白,并进行进一步的分析。
7.如权利要求4所述的方法,其特征在于,采用15%的sdspage凝胶对提取的组蛋白进行分离,并使用antih3k14ac、antih3k27ac、antih3k9ac和antih3抗体进行免疫印迹检测h3赖氨酸乙酰化状态,通过imagej软件对条带强度进行定量分析。
8.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述l-乙酸薄荷酯可作为foarginase_hdac激活剂,通过调节组蛋白乙酰化水平来抑制尖孢镰刀菌的生长。