河北科技師范學(xué)院氧化石墨烯對(duì)植物病原真菌殺菌機(jī)制研究取得新進(jìn)展
該項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),用GO處理FG菌株后,菌絲分支和生物產(chǎn)量顯著減少,菌絲細(xì)胞發(fā)生嚴(yán)重的質(zhì)壁分離。轉(zhuǎn)錄水平的研究發(fā)現(xiàn),與菌絲體發(fā)育和分支密切相關(guān)的基因如septins,Pods,MAP基因表達(dá)量明顯降低,從而影響了菌絲的分支及生長(zhǎng);蛋白水平的研究發(fā)現(xiàn),GO處理FG影響了離子通道、核苷酸以及脂質(zhì)的代謝,進(jìn)而導(dǎo)致菌體失水、菌絲體DNA和RNA含量降低及影響細(xì)胞壁的合成;代謝水平的研究發(fā)現(xiàn),GO處理后FG脂質(zhì)含量顯著降低,嚴(yán)重影響FG細(xì)胞壁的發(fā)育。該研究為GO作為殺菌劑在植物保護(hù)中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。
近日, 河北科技師范學(xué)院農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院王秀平博士在國(guó)際著名環(huán)境類期刊Environmental Science: Nano (2019, 6: 3401-3421; IF= 7.704,中科院JCR分區(qū)1區(qū))在線發(fā)表了“Metabonomics-assisted label-free quantitativeproteomic and transcriptomic analysis revealsnovel insights into the antifungal effect ofgraphene oxide for controllingFusarium graminearum”的研究論文,從轉(zhuǎn)錄組、蛋白組及代謝組學(xué)層次揭示了氧化石墨烯對(duì)植物病原真菌的殺菌機(jī)制。該項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31501680)資助,論文第一完成單位為我校,王秀平博士為第一作者,陳方方博士(湖北大學(xué))為通訊作者。
植物病原真菌禾谷鐮刀菌(Fusarium graminearum,F(xiàn)G)引起的赤霉病是危害小麥和其他谷物生產(chǎn)的全球性病害。FG的侵染不僅造成作物產(chǎn)量損失,而且產(chǎn)生的毒素嚴(yán)重危害產(chǎn)品品質(zhì)。生產(chǎn)上常用殺菌劑進(jìn)行化學(xué)防治,但是長(zhǎng)期、過(guò)量使用化學(xué)殺菌劑容易引起病原菌抗藥性、殺菌劑殘留以及環(huán)境污染等問(wèn)題。氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)是一種碳基納米材料,作為抗菌材料已被廣泛研究,但殺菌機(jī)制仍不明確。該項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),用GO處理FG菌株后,菌絲分支和生物產(chǎn)量顯著減少,菌絲細(xì)胞發(fā)生嚴(yán)重的質(zhì)壁分離。轉(zhuǎn)錄水平的研究發(fā)現(xiàn),與菌絲體發(fā)育和分支密切相關(guān)的基因如septins,Pods,MAP基因表達(dá)量明顯降低,從而影響了菌絲的分支及生長(zhǎng);蛋白水平的研究發(fā)現(xiàn),GO處理FG影響了離子通道、核苷酸以及脂質(zhì)的代謝,進(jìn)而導(dǎo)致菌體失水、菌絲體DNA和RNA含量降低及影響細(xì)胞壁的合成;代謝水平的研究發(fā)現(xiàn),GO處理后FG脂質(zhì)含量顯著降低,嚴(yán)重影響FG細(xì)胞壁的發(fā)育。該研究為GO作為殺菌劑在植物保護(hù)中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。(編輯:孫艷敏? 審核:趙輝)
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