植物糖轉運蛋白作為糖基導向農藥輸送載體的研究

《植物糖轉運蛋白作為糖基導向農藥輸送載體的研究》是依託華南農業大學，由徐漢虹擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：植物糖轉運蛋白作為糖基導向農藥輸送載體的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：徐漢虹
• 依託單位：華南農業大學

項目摘要

本實驗室前期研究明確了在體外植物細胞水平上，糖基偶合物農藥分子可以被葡萄糖轉運蛋白轉運。並通過菸草和蓖麻兩種模式植物構建的雙向輸導性農藥篩選平台，成功鑑定出具有良好輸導性的農藥。為了直接證明植物糖轉運蛋白介導糖基偶合物農藥的轉運輸導，本項目擬在上述研究基礎上，開展植物糖轉運蛋白在糖基導向農藥輸導及導向機理中的作用研究。根據菸草葡萄糖轉運蛋白MST1的基因序列，構建MST1過表達菸草植株以及MST1基因過表達菸草和非轉基因菸草的嫁接植株，然後採用色譜法研究具雙向輸導性偶合物在此兩種植株上的吸收、輸導和分布。通過吸收分布的差異，明確菸草葡萄糖轉運蛋白MST1過表達能夠影響糖基導向農藥在植物體的轉運與分布，證實糖轉運蛋白是糖基農藥在植物體內轉運載體之一，植物對糖基農藥的轉運可以為主動運輸形式，闡明農藥在植物體內新的輸導方式，為新型農藥的研發提供新的研究思路和理論基礎。

結題摘要

本項目構建了不同糖基、不同連線位點、不同連線方式和不同農藥母體等一系列化合物，並研究了其韌皮部輸導性。研究結果表明糖基種類、連線位點、連線方式和農藥母體對糖基導向農藥輸導性差異明顯，也說明糖基導向農藥的吸收轉運中有載體的參與。在轉運蛋白研究方面，通過電擊法構建了異源表達單糖轉運蛋白RcHEX3的酵母菌株和含有mst1和RcHEX3基因的農桿菌克隆，採取農桿菌介導的穩定轉染方法構建菸草單糖轉運蛋白過表達的懸浮細胞系和RcHEX3大豆複合植株。酵母吸收實驗表明，與空載酵母相比較，異源表達RcHEX3基因的酵母體內的螢光更強，說明FPGN可以在單糖轉運蛋白的介導下進入細胞；通過浸根法研究糖基氟蟲腈在大豆體內的長距離輸導性，結果表明：實驗1h、2 h後，轉基因複合植株的根部GTF含量大於空載複合植株的含量，差異顯著；施藥12 小時後，空載植株和35S::RcHEX3植株上部莖GTF含量差異顯著，根部和下部莖差異不顯著。將RcHEX3過表達大豆離體毛根在含50μM或100μM FPGN培養液中1 h或2 h後，通過雷射共聚焦掃描顯微鏡，觀察FPGN在大豆離體毛根中的轉運情況。結果顯示部分FPGN位於皮層和內皮層的細胞壁和細胞間隙，部分位於皮層和內皮層的細胞內；而側根部位的FPGN則主要位於細胞內，說明FPGN可能通過質外體途徑和共質體途徑兩種方式進入根部。另外，從吸收機制和韌皮部輸導性評價兩個方面研究螢光標記基團NBD對母體化合物GTF的影響，證明了NBDGTF是一種合理的GTF的螢光替代物，可視化研究證明子葉能夠通過表皮細胞直接吸收培養液中的NBDGTF，通過質外體-共質體轉運途徑裝載到韌皮部篩管，並通過韌皮部向下胚軸進行運輸。本項目直接證實了導向農藥的重要構想，為糖基導向農藥的進一步研究提供了理論基礎。