杀线虫活性成分筛选文献综述

 2022-12-09 02:12

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

植物寄生线虫(Plant Parasitic Nematodes)是指能寄生于植物的各种组织,使植物发育不良,并且在感染寄主的同时会传播其他植物病原,造成植物出现疾病症状的一类线虫。植物寄生线虫分布广、寄主多、危害严重,是一类重要的病原生物,其对植物的危害不仅表现在掠夺寄主植物营养以及取食活动所造成的机械损伤,更为重要的是其食道腺分泌物会导致寄主植物发生一系列病理变化,以及传播其它病原物或刺激和促进其它病原物的继发性侵染危害。目前已成为农业生产中的第二大类病害,其中最重要的是孢囊线虫和根结线虫,严重影响粮食、油料、蔬菜、水果等3000多种植物的生长。统计数据表明,全球每年因植物病原线虫造成的直接经济损失高达1570亿美元。目前,防治线虫的方法有农业防治、物理防治、化学防治和生物防治等。农业防治方法主要包括土壤有机改良、轮作、抗病育种等。物理防治则是采用恶化土壤中病原物的生存环境,通过胁迫作用镇压病原物数量和削弱其致病力。化学防治是利用农药来杀灭线虫,具有作用周期短、效果显著等特点,是目前最广泛使用的防治线虫的方法。化学杀线虫剂主要包括卤代烃类、异硫氰酸甲酯释放剂类、异硫氰酸甲酯类和有机磷和氨基甲酸酯类,但存在毒性大、对环境污染严重、线虫易产生抗药性等诸多问题[1,2]。随着人们环境保护意识的加强以及对自身健康重视程度的提高,化学合成杀线虫剂的使用受到很大程度的限制。自20世纪80年代开始,从植物中提取天然杀线虫活性物质,开发植物源杀线虫剂的研究工作引起人们极大的兴趣。具有杀线虫活性的天然产物来源于自然界、在环境中易降解,对人类安全,具有良好的环境相容性,因此越来越受到人们的重视[3]

目前已报道的对植物寄生线虫具有活性的植物达40多科近100种,多数为草本植物,也有木本植物,其中菊科和豆科植物是研究最多的杀线虫植物[4]。例如,万寿菊(Tagetes spp.)与其他作物间作、套种或者作为土壤改良剂可以减少土壤中线虫数量,提高经济作物产量;印楝(Azadirachta indica)叶和印楝油饼能够影响线虫孵化,若作为绿肥使用可以减少土壤中的虫卵量;番荔枝(Annona squamosa)种子甲醇提取物对松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)和南方根结线虫(Meloidogyne incognita)具有很强的杀虫活性等等[5,6,7]。这些具有杀线虫或抑制线虫活性的植物的活性在于其含有种类多样的化学活性物质,如异硫氰酸酯,芥子油苷,生氰糖苷,聚乙炔,生物碱类,脂类,萜类,苦木素类,甾体类,酚类等等[8]。目前已有很多植物杀虫剂应用于生产当中,例如,闹羊花素-Ⅲ作为神经毒剂,对菜青虫的AchE有抑制作用;从印楝果实中提取得到的印楝素是目前世界公认的广谱、高效、低毒、易降解、无残留的杀虫剂,且没有抗药性,对几乎所有植物害虫均有效;除虫菊酯是古老的植物性杀虫剂,是除虫菊花的有效成分,具有杀虫谱广,杀虫活性高,对哺乳动物毒性低等优点,被广泛地应用于室内卫生昆虫防治。

筛选具有杀植物线虫活性的化合物是应用化学手段防治植物寄生线虫研究的重要步骤。通过在实验室条件下分离培养植物线虫,加入相应化合物在显微镜下观察线虫的生长状态,即能发现具有杀线虫活性的化合物。但是由于植物线虫存在体积小、世代长、人工培养困难、对环境危害大等缘故,故不适宜直接应用植物线虫来大量开展具有杀线虫活性化合物筛选。实际工作中多采用易于实验室人工培养的腐生线虫如秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)来开展具有杀线虫活性的化合物筛选。

自 1965 年起,科学家 Sydney Brenner 开始将秀丽隐杆线虫作为模式生物应用于分子生物学和发育生物学等研究领域。秀丽隐杆线虫作为模式生物,有以下优点:1. 在实验室很容易实现秀丽隐杆线虫的培养,它并不像其它寄生虫一样缺乏体外培养体系;2. 秀丽隐杆线虫的发育周期短,一般为 3.5 天;3. 秀丽隐杆线虫虫体透明,容易观察,它是惟一一个身体中的所有细胞能被逐个盘点并各归其类的生物;4. 在线虫的发育进化树中,秀丽隐杆线虫所在的分支包括了许多重要的寄生虫,说明秀丽隐杆线虫与这些线虫之间具有很高的遗传保守性。

因此,本研究利用秀丽隐杆线虫为模型,筛选具有杀线虫活性的天然产物,并统计经过待筛选天然化学产物处理若干时间后线虫的死亡率。这种死亡率反映待筛选天然产物是否具有抗线虫活性。通过了解待筛选天然产物对线虫的毒性,掌握天然产物毒性范围,以期发现具有杀线虫活性的天然产物。

参考文献

[1] 杨秀鹃,何玉仙,陈福如,等.不同植物提取液的杀线虫活性评价[J]. 江西农业大学学报(自然科学版) 24, 386-389 (2002).

[2] 文艳华,冯志新,徐汉虹,等.植物抽提物对几种植物病原线虫的杀线活性筛选[J].华中农业大学学报 20, 235-238 (2001).

[3] 丁琦,徐守健,闫磊,等.具杀线虫作用的植物源化合物研究[J].世界农药28, 33-40 (2006).

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