本发明属于利用l-薄荷醇作为抑制真菌生长的新型植物源hdaci,尤其涉及一种通过提高h3k14ac水平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并管理病害。然而,长期依赖此类化学药剂不仅促使病原菌发展出抗药性,还引发了环境污染问题,并可能对非目标生物种群构成潜在威胁。在此背景下,绿色农药的研发与应用成为了推动我国乃至全球现代农业可持续发展的重要趋势。当前,绿色农药的创新聚焦于新靶标识别与化学实体的不断探索,旨在开发出以靶标为导向、高效低毒、环境风险低的农药新品种。这一领域已取得显著进展,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最关键的表观遗传机制之一,可调控真菌生长、发育和对环境胁迫反应的各种基因。hdac抑制剂(hdaci)通常用于研究组蛋白去乙酰化的分子机制或通过阻碍组蛋白去乙酰化酶催化活性促进人类疾病治疗,抑制组蛋白去乙酰化酶已经经过大量研究证明对许多癌症都有相当好的治疗效果。近年来,目前已上市的hdac抑制剂种类较少,主要与医药技术领域相关,在农业病虫害的防治较少。挥发性物质在农业病害的生物防治中发挥着重要作用。然而,挥发性小分子物质作为hdaci调控组蛋白去乙酰化以及在真菌生长发育的影响如何未见研究,具有很高的研究价值以及研究空间。
3、通过上述分析,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提高h3k14ac水平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,一种通过提高h3k14ac水平抑制尖孢镰刀菌生长的挥发性物质的方法包括:
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-薄荷醇溶液的锥形瓶中,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-薄荷醇为:1mmol/l和2mmol/l。
7、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:
8、采用15%的十二烷基硫酸钠聚丙烯酰氨凝胶(sdspage)进行分离,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;antih3免疫印迹作为对照;使用image j软件对条带强度进行定量。
9、进一步,所述antih3k14ac为:景杰,ptm157。
10、进一步,所述antih3k27ac为:abcan,cat#:ab24404。
11、进一步,所述antih3k9ac为:abcam,cat#:ab16635。
12、进一步,所述antih3为:景杰,ptm1002。
13、本发明另一目的在于提供一种应用上述的通过提高h3k14ac水平抑制尖孢镰刀菌生长的挥发性物质的方法,包括将处理后的尖孢镰刀菌菌丝样品应用于农业领域,通过提高h3k14ac水平来抑制尖孢镰刀菌的生长,从而减少农作物病害。
14、本发明另一目的在于提供一种应用上述的通过提高h3k14ac水平抑制尖孢镰刀菌生长的挥发性物质的方法,包括将该挥发性物质作为食品添加剂或防腐剂,通过提高h3k14ac水平来抑制食品中的尖孢镰刀菌生长,从而延长食品的保质期。
15、本发明另一目的在于提供一种应用上述的通过提高h3k14ac水平抑制尖孢镰刀菌生长的挥发性物质的方法,包括将该挥发性物质应用于生物医药领域,通过提高h3k14ac水平来抑制尖孢镰刀菌的生长,从而开发出新的抗真菌药物或治疗方法。
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、本发明发现薄荷挥发油单体成分l-薄荷醇作为挥发性小分子,可以抑制尖孢镰刀菌的生长;发现薄荷挥发油单体成分l-薄荷醇提高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-薄荷醇,可以抑制尖孢镰刀菌的组蛋白去乙酰化酶活性,而抑制糖酵解/糖异生途径关键基因的表达。
18、第二,本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为:
19、减少农药使用,提高作物产量和品质:传统农药在防治作物病害时存在残留和环境污染问题。l-薄荷醇作为天然植物源hdaci,靶向杀灭病菌,效率高。这一特性不仅能够有效减轻作物病害,更有望大幅减少传统农药的使用,以提高作物的产量和品质,增加农民收入。同时,高品质的农产品具有更大市场需求,带来更高的销售价格,从而增加农民的收入。
20、促进农业可持续发展:推广使用l-薄荷醇作为新型天然植物源农药,有助于推动农业向绿色、生态、可持续方向发展,符合全球农业发展的趋势和要求。
21、市场需求广阔:随着人们对食品安全和环境保护意识的提高,对天然、无毒、环保的农药需求日益增长。l-薄荷醇作为新型植物源hdaci,具有低毒环保,易降解的优势,可有效降低作物及环境被污染的风险,在绿色农业领域具有广阔的市场前景。
22、技术壁垒高:目前,关于l-薄荷醇在农业领域的应用研究相对较少,技术壁垒较高。一旦该技术成功转化并应用于农业生产,将形成较强的技术优势和竞争优势。
23、产业链延伸:l-薄荷醇的工业化生产可以与农业、医药、日化等多个领域相结合,形成完整的产业链。通过技术转化和产业升级,可以带动相关产业的发展,提高经济效益。
24、第三,本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白:
25、国内外技术现状:直接提及l-薄荷醇作为hdaci农药技术发明的信息较少,但考虑到hdaci在生物体内的广泛作用,包括调控基因表达、细胞增殖等,l-薄荷醇作为一种天然活性物质,有可能通过抑制hdacs(组蛋白去乙酰化酶)的活性,影响真菌的生长和发育,从而表现出抑制真菌生长的潜力。在农药领域,寻找高效、低毒、环境友好的新型农药一直是研究的热点。传统化学农药虽然效果显著,但往往存在环境污染、生态破坏等问题。因此,开发新型植物源农药具有重要意义。
26、填补技术空白:如果l-薄荷醇作为抑制真菌生长的新型植物源hdaci农药技术发明已经实现,并成功应用于实际生产中,那么这一发明无疑填补了国内外在这一领域的技术空白。它不仅为农药行业提供了新的选择,也为农业可持续发展提供了有力支持。
27、第四,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:
28、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。
29、第五,本发明的技术方案克服了技术偏见:
30、hdaci作为一类新的酶抑制剂,在农药领域的应用尚处于探索阶段,其应用范围和效果可能受到一定限制。随着对hdaci农药研究的不断深入,人们对其在农药领域的应用潜力和优势有了更全面的认识。l-薄荷醇作为hdaci农药的代表之一,其抑制真菌生长的效果已经得到了验证,并在实际应用中展现出了良好的应用前景。这有助于打破对hdaci农药应用领域的限制,推动其在农药领域的广泛应用。
1.一种抑制尖孢镰刀菌生长的挥发性物质,其特征在于,该物质通过提高h3k14ac水平来实现抑制效果,主要成分为l-薄荷醇,该l-薄荷醇为无色针状结晶或粒状,具有清凉的薄荷香气,l-薄荷醇的浓度对h3k14ac水平的提高具有显著影响。
2.如权利要求1所述的挥发性物质,其特征在于,所述l-薄荷醇的浓度为1mmol/l和2mmol/l,用于有效提高尖孢镰刀菌中的h3k14ac水平。
3.如权利要求1所述的挥发性物质,其特征在于,所述l-薄荷醇的主体是环己烷,含有三个不对称碳原子,存在多种顺、反异构体,每种异构体又有不同的旋光异构体,包括l体、d体和dl体,在自然界中主要以l体的形态存在于薄荷类植物的精油中。
4.如权利要求1所述的挥发性物质,其特征在于,所述l-薄荷醇的化学性质比较稳定,能够与蒸汽一同挥发,并参与多种化学反应,包括氢化反应和酯化反应,该化学性质使其在应用中具有较高的稳定性和有效性。
5.一种通过提高h3k14ac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:
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述l-薄荷醇的浓度为1mmol/l和2mmol/l,用于有效提高尖孢镰刀菌中的h3k14ac水平。
7.如权利要求5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,antih3免疫印迹作为对照,并使用image j软件对条带强度进行定量分析。
8.如权利要求5所述的方法,其特征在于,通过使用l-薄荷醇作为主要成分,显著提高h3k14ac水平,从而有效抑制尖孢镰刀菌的生长,所述l-薄荷醇作为foarginase_hdac激活剂。
