原毒素

原毒素

病原微生物的毒素是許多毀滅性植物病害發展的重要因素。利用病原毒素是更有效地鑑定活體植株或植株組織、細胞等植株器官和體原生質離體的手段。毒素代替病原菌用於抗病性鑑定,首先必須肯定它在病害中的作用,即致病性因素或致病力因素。

基本介紹

  • 中文名:原毒素
  • 外文名:Toxins
  • 對應:特異性結合
  • 對象:人、畜
  • 屬性:毒害
基礎特徵,套用,雜草防治,抗蟲棉,前景,

基礎特徵

毒性
原毒素只會與特凶習拘敬定害蟲的消化道薄壁細胞或消化水解酶發生特異性結合,並不會與人、家畜等哺乳動物發生上述作用,故含有原毒素蛋白的一些農作物對人、畜等與害蟲科屬相差較大的動物沒有毒害作用。
提取
提取原毒素的技術關鍵有三點, 其一是採用蛋白酶抑制劑 PMSF, 可在一定程度上防止伴胞晶體在溶解過程中的降解。PMSF 是不溶於水的晶體, 易溶於甲醇、乙醇、異丙醇和乙腈, 因此必須先將其溶於醇或乙腈, 然後再加到 NaOH 溶液中。研究發現, PMSF 在乙腈中的溶解性能優於無水乙醇, 但考慮到乙腈的毒性較高, 故使用無水乙醇較好。其二, 胞晶混合物在溶解前必須用 NaCl 溶液和無菌去離子水充分洗滌, 否則鹼溶後原毒素髮生降解, 即使溶解液中 PMSF 的入比例增加 5 倍以上, 原毒素的降解也未能歡驗獄得到控制。這表明 PMSF 的抗降解能力是有限度的。其三, 所用 NaCl 溶液和 NaOH 溶液必須用滅菌去離子水配製, 儘可能減少蛋白酶的污染。
長期以來蘇雲金芽胞桿菌原毒素的製備一直採用鹼溶純晶體的方法, 操作繁瑣, 提取量小。
對植物病害的影響
毒素在植物病害中的作用因素可劃市乘分為作用於致病性毒素和作用於致病力毒素。這兩類毒素在病害防治中都有著極大的套用潛力。首先,可在活體和離體條件下有效地選擇抗病植株和細胞。如毒素作為致病性因素利用,可期待獲得高水平的抗性,如作為致病力因素利射捉局用,可望獲得中等水平的抗性。其次,病原毒素還可為病害防治提供有效的途徑。如把一種控制非專化性毒素產生的基因轉移到一個對某種有害生物(如雜草)是專化性的病原菌中,從而能把這種有害生物的群體降低到一個較低的水平。

套用

雜草防治

把微生物用於雜草防治,其途徑之一是引入外來病原菌到當地雜草群體中,使其變為地方流行病;另一個途徑是把病原菌的繁殖體的配方象化學除草劑一樣直接用於雜草防治。儘管雜草生防成功的例子很有限,但借鑑微生物在其他有害生物防治中成功地套用,其途徑和方法是可行的。微生物用於控制有害生物群體效果不理想或無效有很多原因。就雜草防治而言,包括接種體分布不均勻、寄主植株的空間分布不一致、病害發生所要求的環境條件可塑性狹窄以及病原菌對雜草寄主的致病力低等。

抗蟲棉

轉基因技術中將蘇雲紫桿菌產生抗蟲蛋白的基因轉入棉花中,使該基因在棉花中表達,合成原毒素蛋白。當害蟲吃下這種蛋白並將其消化水解為較小的多肽就激活了原毒素,原毒素通過與害蟲消化道上的特殊受體發生特異性結合,從而破壞消化道薄壁細胞或與消化腺產生的水解酶發生特異性結合使其失效這兩種途徑來阻礙害蟲消化吸收營養以至於害蟲不能正常發育,起到抗蟲效果。

前景

病原微生物致病力強弱是防治雜草兆檔姜狼成敗的主要原因之一。根據當今生物及遺傳工程技術的發展水平以及在其他領域的套用成果,通過基因操作,完全有可能使低致病力菌系獲得強的致病能力。正如前面已經涉及的,已知某些由病原菌產生的毒素能增強病原菌對寄主的致病力。用傳統的方法已經鑑定出一漿婆境些控制毒素產生的專性基因,如果控制一種毒素產生的一個基因或一組基因能人工複製並轉移到對某種雜草是專性的病原菌中,增強的致病力就能有效地降低雜草群體。考慮到雜草寄主病原專化性毒素的發現不多,所以更有希望的工作應重點放在控制非專化性毒素基因的複製和轉移上乎訂嫌。

前景

病原微生物致病力強弱是防治雜草成敗的主要原因之一。根據當今生物及遺傳工程技術的發展水平以及在其他領域的套用成果,通過基因操作,完全有可能使低致病力菌系獲得強的致病能力。正如前面已經涉及的,已知某些由病原菌產生的毒素能增強病原菌對寄主的致病力。用傳統的方法已經鑑定出一些控制毒素產生的專性基因,如果控制一種毒素產生的一個基因或一組基因能人工複製並轉移到對某種雜草是專性的病原菌中,增強的致病力就能有效地降低雜草群體。考慮到雜草寄主病原專化性毒素的發現不多,所以更有希望的工作應重點放在控制非專化性毒素基因的複製和轉移上。

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