珍珠柱形鼓藻抗菌肽PmAMP12及其应用

    技术2026-05-18  5


    本发明涉及分子生物学,具体涉及珍珠柱形鼓藻抗菌肽pmamp12及其应用。


    背景技术:

    1、长时间大规模使用抗生素在带来益处的同时,也造成了生态安全问题,尤其是近年来,微生物的抗生素耐药性问题日益严重,威胁到人类和动植物的健康。因为抗生素长期使用,作用靶点单一,容易促使病原菌产生抗药性,而且新型抗生素的挖掘也面临通量低和活性差的瓶颈。因此,急需挖掘抗生素的新型替代品。抗菌肽(antimicrobial peptides,amps)是一类具有抑菌活性的小分子肽,又称为宿主防御肽(host defense peptides,hdps),是生物体自然进化的产物,广泛存在于生物界中,具有广谱杀菌、稳定性高、不容易产生抗药性等优良特性,具有巨大的应用潜力(campos marcelo lattarulo et al.,2018)。目前研究显示,amps一般由15~100个氨基酸组成(campos marcelo lattarulo etal.,2018),具有广谱的抗真菌和细菌活性,且对病毒、寄生虫、肿瘤细胞等也表现出较好的抑杀作用,被普遍认为是抗生素的有效替代物。

    2、植物与动物不同,不具备特异性的免疫系统,但植物面对各种微生物的侵染和环境胁迫,经过长期演化,发展出了独特的非特异性免疫防御系统,其中amps是植物防御系统重要的组成部分(neeloffer mookherjee et al.,2020)。有效的挖掘利用植物来源的amps,可以为农业生物技术的应用提供优良的基因资源。据前期文献报道,研究人员根据植物源抗菌肽氨基酸序列及其结构特点,将植物来源的amps分成8大类,包括硫素、植物防御肽、脂转移蛋白、橡胶素、打结素、蜕皮素、环状肽、凤仙花素等;amps的多肽结构直接影响其发挥功能(james p.tam et al.2015),根据amps的空间结构可以将其分为α螺旋、β折叠、富含cys残基或其他特殊氨基酸残基的amps,其中α螺旋amps的分布最为广泛,研究也相对较多。amps凭借抗菌广谱、作用快、热稳定好、不易产生抗药性等优点,已经在生物医学、环境科学等相关领域得到应用,但是在农业植物病害防控领域研究和应用还不多,而且关于amps的作用机制等方面的研究也需要进一步的探究。

    3、在农业植物病害防控的实际活动中,农药一直占据统治地位,农药中农用抗生素是主要的活性物质之一,目前其存在种类单一、效果不佳、高剂量使用对植物有毒性、容易产生抗药性等问题(george w.sundin et al.,2018)。因此,开发绿色安全的新型生物农药显得极为紧迫,amps作为天然具有抑菌活性的物质,非常有潜力开发成具有商业价值的新型农药。鉴定新型的amps,可以充分挖掘植物中重要基因资源的价值,开发绿色新型生物农药,为植物病害防控提供有效的生物资源。

    4、参考文献

    5、1.campos marcelo lattarulo,de souza camila maurmann,de oliveirakamlla botelho sampalo,dias simoni campos and franco octávio luiz.the role ofantimicrobial peptides in plant immunity[j].journal of experimental botany,2018,69(21):4997-5011.

    6、2.neeloffer mookherjee,marilyn a.anderson,henk p.haagsman and donaldj.davidson.antimicrobial host defence peptides:functions and clinicalpotential[j].nat rev drug discov,2020,19(5):311-332.

    7、3.james p.tam,shujing wang,ka h.wong and wei liang tan.antimicrobialpeptides from plants[j].pharmaceuticals(basel),2015,8(4):711-757.

    8、4.george w.sundin and nian wang.antibiotic resistance in plant-pathogenic bacteria[j].annu rev phytopathol.2018,25(56):161-180.


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供珍珠柱形鼓藻抗菌肽pmamp12及其应用,以解决现有技术的不足。

    2、本发明采用以下技术方案:

    3、本发明第一方面提供了珍珠柱形鼓藻抗菌肽pmamp12,其氨基酸序列如seq idno:2所示。

    4、本发明第二方面提供了上述珍珠柱形鼓藻抗菌肽pmamp12的编码基因,其核苷酸序列如seq id no:1所示。

    5、本发明第三方面提供了含有上述珍珠柱形鼓藻抗菌肽pmamp12的编码基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系、转基因植物或重组微生物。

    6、本发明第四方面提供了如下1)-3)中任一种物质在抑菌中的应用:

    7、1)上述珍珠柱形鼓藻抗菌肽pmamp12;

    8、2)上述珍珠柱形鼓藻抗菌肽pmamp12的编码基因;

    9、3)含有上述珍珠柱形鼓藻抗菌肽pmamp12的编码基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系、转基因植物或重组微生物。

    10、进一步地,所述抑菌为抑制革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌。

    11、更进一步地,所述革兰氏阴性菌包括根癌农杆菌、伯克霍尔德氏菌、丁香假单胞菌、黄单胞菌、果胶杆菌、欧文氏菌、韧皮部杆菌;所述革兰氏阳性菌包括芽胞杆菌;所述真菌包括镰刀菌。

    12、本发明的有益效果:

    13、本发明提供了来自珍珠柱形鼓藻的新型抗菌肽pmamp12,将pmamp12表达到根癌农杆菌的细胞表面,可以破坏根癌农杆菌细胞的完整性;pmamp12对多种革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌及真菌(革兰氏阴性菌包括根癌农杆菌、唐菖蒲伯克霍尔德氏菌、丁香假单胞菌番茄致病变种、丁香假单胞菌猕猴桃致病变种、柑橘溃疡病菌、水稻细菌性条斑病菌、水稻白叶枯病菌、胡萝卜软腐果胶杆菌、亚洲梨火疫病菌、达旦提狄克氏菌,革兰氏阳性菌包括蜡样芽胞杆菌,真菌包括酿酒酵母、禾谷镰刀菌)都表现出抑制活性,研究还发现pmamp12可以直接破坏细胞的完整性、引起细胞内部变化。

    14、本发明抗菌肽pmamp12为植物源抗菌肽,可以显著抑制多种植物病原细菌、真菌的活力,用于防控植物病原细菌、真菌引起的植物病害,预期使用浓度低,见效快,作用时间长,对生态环境友好,处理后病原菌不容易产生抗性等。本发明抗菌肽pmamp12为开发绿色新型生物农药提供了新的优良的生物资源,在农业生产中具有巨大的应用潜力。


    技术特征:

    1.珍珠柱形鼓藻抗菌肽pmamp12,其氨基酸序列如seq id no:2所示。

    2.权利要求1所述的珍珠柱形鼓藻抗菌肽pmamp12的编码基因,其核苷酸序列如seq idno:1所示。

    3.含有权利要求2所述珍珠柱形鼓藻抗菌肽pmamp12的编码基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系、转基因植物或重组微生物。

    4.如下1)-3)中任一种物质在抑菌中的应用:

    5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,所述抑菌为抑制革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌。

    6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,所述革兰氏阴性菌包括根癌农杆菌、伯克霍尔德氏菌、丁香假单胞菌、黄单胞菌、果胶杆菌、欧文氏菌、韧皮部杆菌;所述革兰氏阳性菌包括芽胞杆菌;所述真菌包括镰刀菌。


    技术总结
    本发明公开了一种珍珠柱形鼓藻抗菌肽PmAMP12,其氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。本发明还公开了其在抑菌中的应用。将PmAMP12表达到根癌农杆菌的细胞表面,可以破坏根癌农杆菌细胞的完整性;PmAMP12对多种革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌及真菌都表现出抑制活性,研究还发现PmAMP12可以直接破坏细胞的完整性、引起细胞内部变化。本发明抗菌肽PmAMP12为开发绿色新型生物农药提供了新的优良的生物资源,在农业生产中具有巨大的应用潜力。

    技术研发人员:焦晨,李晨浩,谢边悦,张超凡,王璟睿,闫晋珩
    受保护的技术使用者:浙江大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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