植物免疫誘抗劑種衣劑

關(guān)于植物免疫誘抗劑種衣劑主要內(nèi)容三.生態(tài)文明建設(shè)的發(fā)展前景分析二.種子免疫-生物種衣劑的利用

一.植物免疫-生物種衣劑的概念第2頁,共72頁，2024年2月25日，星期天

植物免疫誘抗劑農(nóng)藥的研發(fā)正在成為當今國際新型生物農(nóng)藥的重要發(fā)展方向，并將迅速成為具有巨大發(fā)展前景的新型戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。該領(lǐng)域的研究將對國際植物保護重大基礎(chǔ)理論研究做出重要貢獻，大大提升我國在植物免疫領(lǐng)域的地位和實力，對我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護、糧食和食品安全具有十分重要的意義。植物免疫誘抗劑是植物保護的新思路和新途徑第3頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物免疫誘抗劑的研制

目前幾家大的國際農(nóng)化公司已經(jīng)相繼開發(fā)出了誘抗劑產(chǎn)品,如Messenger、Oxycom、KeyPlex、Actigard、NCI、Chitosan等。近幾年，以保障植物健康為基礎(chǔ)的綠色植保技術(shù)得到了快速發(fā)展，特別是免疫誘抗劑研究與應(yīng)用發(fā)展迅速。植物免疫誘抗劑（或稱之為植物疫苗）是繼人疫苗、動物疫苗后的疫苗工程技術(shù)的出現(xiàn)新的領(lǐng)域，是科學(xué)家在揭示植物-病蟲害-生物農(nóng)藥三者關(guān)系理論基礎(chǔ)上科學(xué)控制病蟲害的新實踐，是當前新農(nóng)藥開發(fā)策略的戰(zhàn)略制高點。這一生物農(nóng)藥的新技術(shù)新產(chǎn)品的誕生，必將導(dǎo)致一個巨大行業(yè)和具有前景的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。第4頁,共72頁，2024年2月25日，星期天近年來有關(guān)植物免疫的最新成果2002年《Nature》中報道了植物本身存在有效的保護機制、可幫助植物抵抗細菌及霉菌的侵染。美國麻薩諸賽州總醫(yī)院分子生物部JenSheen博士發(fā)現(xiàn)了能使植物對致病菌產(chǎn)生抗性的途徑。2006年美國Jonathan在《Nature》上提出了植物免疫系統(tǒng)的概念。2007年德國Shen在《Science》發(fā)表文章指出：自然界中的植物具有特殊的可以識別細菌、病毒和真菌等微生物入侵的免疫傳感器。2007年，美國康奈爾大學(xué)植物研究所的DanielF研究明確了植物免疫響應(yīng)過程中的一個關(guān)鍵信號—水楊酸甲酯。第5頁,共72頁，2024年2月25日，星期天近年來有關(guān)植物免疫的最新成果（2）2009年《Nature》中報道了Ca2+/calmodulinregulatessalicylic-acid-mediatedplantimmunity。Nature457,1154-1158(26February2009)

2009年《Science》上提出了InnateImmunityinPlants:AnArmsRaceBetweenPatternRecognitionReceptorsinPlantsandEffectorsinMicrobialPathogens.Science8May2009:742-7442010年《Nature》中報道了：differentialinnateimmunesignallingviaCa2+sensorproteinkinases.Nature464,418-422(18March2010)

第6頁,共72頁，2024年2月25日，星期天978Cell136,March6,2009第7頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物免疫誘導(dǎo)的化學(xué)信號苯丙氨酸解氨酶、β-1,3-葡聚糖酶、幾丁質(zhì)酶、過氧化物酶、植保素、病程相關(guān)蛋白等的變化，以此來抵抗病原菌的侵入和發(fā)展，減輕和防止病害的發(fā)生。誘導(dǎo)子抗病信號ABCD水楊酸茉莉酸乙烯一氧化氮整個植株第8頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物免疫誘導(dǎo)抗性模式植物免疫開關(guān)免疫激活劑2009動物一對一免疫系統(tǒng)激發(fā)子植物誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)Plantinnateimmunity第9頁,共72頁，2024年2月25日，星期天PDC12-酮戊二酸脫氫酶,E1亞基第10頁,共72頁，2024年2月25日，星期天1.人類和動物對疾病具有免疫能力，使人們發(fā)現(xiàn)了疫苗，疫苗在人類的生存與家畜的生產(chǎn)中起到了十分重要的作用。2.植物是否象人類和動物一樣也具有免疫能力？植物是否可以像人接種牛痘一樣，通過疫苗制劑來獲得后天的免疫能力呢?3.長期以來，人們一直在探索和研究植物中是否存在一種與動物免疫系統(tǒng)相類似的可誘導(dǎo)的抗性系統(tǒng)。植物免疫的概念第11頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物疫苗的研制

植物疫苗是繼人疫苗、動物疫苗后的疫苗工程技術(shù)的出現(xiàn)新的領(lǐng)域，是科學(xué)家在揭示植物-病蟲害-生物農(nóng)藥三者關(guān)系理論基礎(chǔ)上科學(xué)控制病蟲害的新實踐，是當前新農(nóng)藥開發(fā)策略的戰(zhàn)略制高點。這一生物農(nóng)藥的新技術(shù)新產(chǎn)品的誕生，必將導(dǎo)致一個巨大行業(yè)和具有前景的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。植物免疫誘抗劑研究進展第12頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物免疫必須從種子做起從提高植物免疫能力、減少苗期病害的發(fā)生、提高苗期的生存能力，培養(yǎng)健康的農(nóng)作物，植物免疫誘抗劑為種衣劑提高了一個新的途徑和新策略。植物免疫-生物種衣劑具有廣泛應(yīng)用前景，為減少農(nóng)作物病蟲害從面期做起，減少農(nóng)藥殘留和糧食安全具有重要的意義。第13頁,共72頁，2024年2月25日，星期天

植物免疫誘抗劑的真菌資源葡萄孢菌（Botrytis）交鏈孢菌（Alternaria)稻瘟菌（Magnapothe)輪枝菌（Verticillium)黃曲霉菌（Aspergillus)紋枯病菌（Rhizoctonia)木霉菌（Trichoderma)鐮刀菌（Fusarium）第14頁,共72頁，2024年2月25日，星期天IdentificationofHRinducingprotein

InductionofHRintobacco

CTC,BSA;T,culturefiltrate

過敏反應(yīng),HRThehypersensitiveresponse(HR)ofplantsresistanttomicrobialpathogensinvolvesacomplexformofprogrammedcelldeath(PCD)thatdiffersfromdevelopmentalPCDinitsconsistentassociationwiththeinductionoflocalandsystemicdefenceresponses.

第15頁,共72頁，2024年2月25日，星期天激活蛋白生物功能評價促進植物生長葉綠素含量提高提高抗旱性提高抗病性第16頁,共72頁，2024年2月25日，星期天蛋白氨基酸序列的鑒定1.NILFVINKPDVYKSPSSNTWIIFGEAK2.DIELVMQQASVSR3.ALKENDNDIVNSIMALSI4.RPKNILFVINQPDVYK第17頁,共72頁，2024年2月25日，星期天BotrytisproteinsequenceGene:624bpATGGCCAACCCCCGCATTGAAGAGCTCCCCGACGAGCCCGAGAAGAAGAACGTCCAGATCGAGGAGGATGAGTCCAGCGACGAGTCTGAGGGCGAGGAGGGCGAGGTCAGCGTACCCGCGGGCTCCTCCGTCGCTGTCCACTCCCGCAACGAGAAGAAGGCTCGCAAGGCCATCGCCAAGCTCGGCCTGAAGCACATCGACGGCATCACACGCGTCACCCTCCGCCGACCCAAGAACATCCTCTTTGTCATCAACCAGCCCGACGTCTACAAGTCCCCTTCAAGCAACACCTGGATCATCTTCGGTGAGGCCAAGATCGAGGACCTCAACTCCCAGGCTCAGGCTTCCGCCGCCCAGCAGCTTGCTCAGGCCGAGGCCGCATCCCACGACCACGCCGGCCACGACCACGGCGACGAGGCCAGCAAGGGCAAGGGCAAGGCTGTCGAGGACAAGAAGGACGAGGAGGAGGAGGATGACGATGAGGAGATTGACGACTCTGGCCTTGAGGCCAAGGACATCGAGCTCGTCATGCAGCAGGCCAGCGTTTCGCGGAAGAAGGCCGTCAAGGCCCTCAAGGAGAACGATAACGATATAGTCAACTCCATCATGGCGCTGAGCATATAGProtein:207aaMANPRIEELPDEPEKKNVQIEEDESSDESEGEEGEVSVPAGSSVAVHSRNEKKARKAIAKLGLKHIDGITRVTLRRPKNILFVINQPDVYKSPSSNTWIIFGEAKIEDLNSQAQASAAQQLAQAEAASHDHAGHDHGDEASKGKGKAVEDKKDEEEEDDDEEIDDSGLEAKDIELVMQQASVSRKKAVKALKENDNDIVNSIMALSIAlternariatenuissima)1MSNPRIEELPDNEEPTKQQVTAEDEGSDSSDSEAEGEEVAGIPAGSQVAFSRNEKKARKS61IAKLGLTRVPGITRVTLRRPKNILFVINQPEVYKSPTSNTYIVFGEAKIEDLNSQAQASA121AAQLAAQESHDHAGHDHSGHDHSHDHGKGKAVDTEEKKEEEEDDTEEVDATGLEDKDIEL181VMTQASVSRNKAVKALKENDNDIVNSIMALSIProteinandgenesenquenceofMagnapothe、Alternaria、BotrytisandVerticillium第18頁,共72頁，2024年2月25日，星期天已獲得授權(quán)專利6項第19頁,共72頁，2024年2月25日，星期天已申報專利7項1、專利名稱：大麗輪枝菌分離的蛋白質(zhì)多核苷酸及其應(yīng)用專利申請?zhí)枺?01010593488.5發(fā)明人：邱德文、曾洪梅、楊秀芬、郭立華、袁京京、王炳楠2、專利名稱：提高植物抗性和誘導(dǎo)植物防御反應(yīng)的蛋白質(zhì)及其基因、應(yīng)用專利申請?zhí)枺?011101449203.3申請日：2011-05-31發(fā)明人：邱德文，楊秀芬，曾洪梅，郭立華，袁京京，KulyeMahesh3、專利名稱：致病桿菌抗菌肽及其在抑制病原真菌和細菌生長中的應(yīng)用專利申請?zhí)枺?01110328254.2發(fā)明人：楊秀芬，邱德文，曾洪梅，郭立華，劉崢，袁京京，肖堯4、專利名稱：側(cè)孢短芽孢桿菌抗菌肽及其在抑制病原真菌和細菌生長中的應(yīng)用專利申請?zhí)?01210004727.8；專利申請日2012.01.09發(fā)明人：邱德文、郭立華、曾洪梅、楊秀芬、袁京京、趙璟5、專利名稱：一種利用RNAi培育抗棉鈴蟲植物的方法；專利申請?zhí)枺?01110052409.4；專利申請日：2011.03.04；發(fā)明人曾洪梅、邱德文、楊秀芬、郭立華、袁京京、徐大偉、尹富仕、張雨良、熊葉輝6、專利名稱：防治植物病毒病的生物復(fù)配制劑及其應(yīng)用；專利申請?zhí)枺?01110073801.7；專利申請日：2011.03.25；發(fā)明人：邱德文、曾洪梅、楊秀芬、郭立華、袁京京；7、專利名稱：提高植物抗性和誘導(dǎo)植物防御反應(yīng)的稻瘟菌分離蛋白質(zhì)及其基因、應(yīng)用；專利申請?zhí)?01210035653.4；專利申請日2012.2.16。發(fā)明人：曾洪梅、邱德文、楊秀芬、郭立華、劉崢、袁京京、陳銘佳第20頁,共72頁，2024年2月25日，星期天“一種促進植物生長和提高植物抗病性蛋白的應(yīng)用”專利獲得2008年度第三屆北京發(fā)明創(chuàng)新大賽金獎。第21頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物免疫誘抗劑-種衣劑專利2007年5月第22頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物免疫誘抗劑的研究與利用

植物疫苗的研制

植物疫苗是繼人疫苗、動物疫苗后的疫苗工程技術(shù)的出現(xiàn)新的領(lǐng)域，是科學(xué)家在揭示植物-病蟲害-生物農(nóng)藥三者關(guān)系理論基礎(chǔ)上科學(xué)控制病蟲害的新實踐，是當前新農(nóng)藥開發(fā)策略的戰(zhàn)略制高點。這一生物農(nóng)藥的新技術(shù)新產(chǎn)品的誕生，必將導(dǎo)致一個巨大行業(yè)和具有前景的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。第23頁,共72頁，2024年2月25日，星期天激活蛋白規(guī)?；a(chǎn)工藝及新產(chǎn)品創(chuàng)制極細鏈格孢菌懸液蛋白提取膠體磨破碎極細鏈格孢蛋白產(chǎn)品噴粉塔添加填料、載體一級發(fā)酵二級發(fā)酵三級發(fā)酵極細鏈格孢菌懸液蛋白提取膠體磨破碎極細鏈格孢蛋白產(chǎn)品噴粉塔添加填料、載體一級發(fā)酵二級發(fā)酵三級發(fā)酵極細鏈格孢菌懸液極細鏈格孢菌懸液蛋白提取蛋白提取膠體磨破碎膠體磨破碎極細鏈格孢蛋白產(chǎn)品極細鏈格孢蛋白產(chǎn)品噴粉塔噴粉塔添加填料、載體添加填料、載體一級發(fā)酵二級發(fā)酵三級發(fā)酵三.植物免疫誘抗劑的應(yīng)用技術(shù)于實踐第24頁,共72頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共72頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共72頁，2024年2月25日，星期天第27頁,共72頁，2024年2月25日，星期天農(nóng)藥臨時登記（LS20091262）“3%極細鏈格孢激活蛋白可濕性粉劑”第28頁,共72頁，2024年2月25日，星期天我國第一個抗病毒蛋白質(zhì)生物農(nóng)藥—“6％寡糖?鏈蛋白可濕性粉劑”登記證號No.:LS20130419第29頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物免疫蛋白增產(chǎn)劑生物肥料（粉劑和水劑）第30頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物免疫誘抗劑應(yīng)用技術(shù)

種子處理：可采用浸種、拌種和包衣，提高種子發(fā)芽率，秧苗生長健壯。

葉面噴霧：稀釋1000倍噴施即可。

灌溉澆灌：可采用沖施、穴施和灌溉使用。第31頁,共72頁，2024年2月25日，星期天

植物免疫誘抗是一個系統(tǒng)抗性而不是一個應(yīng)急反應(yīng)，誘導(dǎo)一個生物反應(yīng)系統(tǒng)；誘導(dǎo)抗性可以持續(xù)前后總計大約21天，抗性反應(yīng)高峰在七到十天。

植物免疫誘導(dǎo)抗性評價是一個多指標評價技術(shù)體系，水楊酸為主要路徑，HR與氧爆發(fā)，生物大分子與活菌誘導(dǎo)，蛋白、糖蛋白、多肽、小分子核糖核酸等從不同路徑進入植物抗性信號傳導(dǎo)。植物免疫誘抗劑有效期第32頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物免疫蛋白小麥種子處理實驗第33頁,共72頁，2024年2月25日，星期天種子處理提高種子發(fā)芽率第34頁,共72頁，2024年2月25日，星期天種子處理促進發(fā)芽和根系生長第35頁,共72頁，2024年2月25日，星期天種子處理促進發(fā)芽和根系生長第36頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物免疫蛋白拌種處理實驗第37頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物免疫蛋白處理種子促進根系生長第38頁,共72頁，2024年2月25日，星期天第39頁,共72頁，2024年2月25日，星期天表1不同處理對棉花種子發(fā)芽率的影響第40頁,共72頁，2024年2月25日，星期天表2不同處理對棉花根重和根長的影響第41頁,共72頁，2024年2月25日，星期天表3不同處理對棉花發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響第42頁,共72頁，2024年2月25日，星期天表4不同處理對棉花根系活力的影晌這表明經(jīng)激活蛋白誘導(dǎo)后根系中脫氫酶活性增強，即根系呼吸作用加強，產(chǎn)生的能量增加，導(dǎo)致根系吸收無機離子的數(shù)量增加，氨基酸、激素等物質(zhì)合成速度加快，從而促進根長、根重增加。第43頁,共72頁，2024年2月25日，星期天水稻生物種衣劑活性成分的篩選第44頁,共72頁，2024年2月25日，星期天發(fā)芽率試驗第45頁,共72頁，2024年2月25日，星期天不同濃度拌種處理水稻種子第46頁,共72頁，2024年2月25日，星期天拌種處理水稻種子促進須根發(fā)育第47頁,共72頁，2024年2月25日，星期天廣西柳州水稻上的應(yīng)用第48頁,共72頁，2024年2月25日，星期天安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，JournalofAnhuiAgri.Sci.2006，34（8）：1523-1524第49頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物激活蛋白對玉米抗病相關(guān)酶活性的影響第50頁,共72頁，2024年2月25日，星期天灰葡萄孢菌植物免疫誘抗蛋白生物農(nóng)藥創(chuàng)制與示范應(yīng)用

承擔單位：北京綠色農(nóng)華植?？萍加邢挢熑喂?/p>

項目技術(shù)支撐單位：中國農(nóng)科院植保所第51頁,共72頁，2024年2月25日，星期天5、項目研究，可以填補植物免疫誘抗劑在國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)空白；創(chuàng)制的蛋白生物種衣劑、病毒抑制劑、蔬菜水果保鮮劑將填補該領(lǐng)域無相關(guān)生物農(nóng)藥產(chǎn)品的空白；項目產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化、示范、推廣將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益與社會效益。一、項目開展的目的與意義第52頁,共72頁，2024年2月25日，星期天生物種衣劑均勻性測定標準添加1%WT100標準添加1%WT100第53頁,共72頁，2024年2月25日，星期天生物種衣劑附著率測試第54頁,共72頁，2024年2月25日，星期天流動性測試第55頁,共72頁，2024年2月25日，星期天種衣劑安全性評價第56頁,共72頁，2024年2月25日，星期天DICP

灰葡萄孢菌植物免疫誘抗劑對玉米生長的影響生物蛋白處理玉米種子試驗第57頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物激活蛋白產(chǎn)品研發(fā)第58頁,共72頁，2024年2月25日，星期天生物種衣劑玉米田間試驗雙遼庫倫旗第59頁,共72頁，2024年2月25日，星期天吉林省公主嶺市興治村試驗第60頁,共72頁，2024年2月25日，星期天吉林省公主嶺市興治村第61頁,共72頁，2024年2月25日，星期天北京綠色農(nóng)華植?？萍加邢挢熑喂咎镩g試驗研究第62頁,共72頁，2024年2月25日，星期天灰霉菌蛋白種衣劑試驗第63頁,共72頁，2024年2月25日，星期天小麥種衣劑測試第64頁,共72頁，2024年2月25日，星期天大蒜種子拌種處理第65頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物免疫-生物種衣劑創(chuàng)制與推廣應(yīng)用植物免疫誘導(dǎo)蛋白質(zhì)生物農(nóng)藥是國內(nèi)外研究發(fā)明的熱點研究領(lǐng)域，該技術(shù)所生產(chǎn)的蛋白質(zhì)通過誘導(dǎo)植物免疫提高或增強植物免疫抗性，減輕或減少植物病害的發(fā)生，開展生物種衣劑的研究，對于防治農(nóng)作物病害從種子做起，提高植物苗期的抗病蟲能力具有重要的意義，生物種衣劑將具有廣泛的應(yīng)用前景。第66頁,共72頁，2024年2月25日，星期天植物免疫-生物種衣劑創(chuàng)制與推廣應(yīng)用生物蛋白種衣劑，創(chuàng)新點首先是一種由生物蛋白