《稻曲病菌次生代謝產物及其生物活性》是依託中國農業大學，由周立剛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：稻曲病菌次生代謝產物及其生物活性
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：周立剛
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
稻曲病是危害水稻的一種重要真菌病害，由稻曲病菌（或稱稻綠核菌）產生的稻曲菌素能夠抑制真核生物微管蛋白的組裝與細胞骨架形成，抑制細胞有絲分裂，導致植物生長異常和動物器官病變。之前，僅日本科學家對稻曲球（主要為厚垣孢子）中的兩類次生代謝產物（稻曲菌素和稻黑粉菌素）進行了初步研究，稻曲病菌中其他次生代謝產物尚未被揭示。本課題組前期研究結果表明，來源於我國的稻曲病菌在次生代謝產物和致病性方面存在多樣性。本申請項目試圖了解我國的代表性稻曲病菌（包括稻曲球和稻曲菌發酵培養物）中次生代謝產物的種類，建立稻曲菌素的標樣體系，分離和鑑定未知的稻曲菌素和稻黑粉菌素，評價稻曲菌中次生代謝產物的生物活性，進行主要次生代謝產物的液相色譜-質譜分析和發酵培養中代謝產物的合成調控研究，探討構效關係、作用機制、對宿主的生理效應和套用潛力，為有效防治稻曲病、保障糧食安全和新藥創製提供依據。
結題摘要
本項目詳細研究了稻曲球和稻曲病菌發酵培養物中次生代謝產物的種類和結構；評價了次生代謝產物的生物活性和對水稻培養細胞的生理效應；稻曲球等樣品中主要次生代謝產物的液相色譜和液相色譜-質譜分析；採用免疫學方法檢測稻曲球等樣品中的稻曲病菌毒素；採用大孔吸附樹脂富集主要的次生代謝產物；採用高速逆流色譜的方法製備代謝產物；還研究了稻曲球中真菌的多樣性；測定了不同發育時期的稻曲球中稻曲菌素和稻綠核菌素的含量和種類的動態變化；開展了稻曲病菌中稻曲菌素、稻綠核菌素、山梨素等次生代謝產物的生物合成調控研究。主要成果如下：（1）從稻曲球和稻曲病菌發酵培養物中共分離並鑑定出代謝產物72個，其中新化合物28個（包括1個稻曲菌素、15個稻綠核菌素、10個山梨素、2個生物鹼類）；（2）稻曲菌素、稻綠核菌素和山梨素均表現出一定的植物毒、細胞毒、抗菌和抗氧化活性，以及對水稻培養細胞的生理效應；（3）建立了稻綠核菌素和稻曲菌素的HPLC和LC-MS分析方法；（4）研製出用於檢測稻曲菌素A和B的酶聯免疫試劑盒和試紙條；（5）建立了稻曲菌素和稻綠核菌素的大孔樹脂富集和逆流色譜製備工藝；（6）建立了稻曲菌素和稻綠核菌素的標樣體系和HPLC指紋圖譜；（7）揭示了稻曲球中可培養真菌的多樣性；（8）發現早期稻曲球中稻曲菌素A和B的含量和總量明顯高於中期和晚期稻曲球樣品中的含量和總量，2,3,2’,3’-位羥基化的稻綠核菌素在晚期稻曲球中的含量要明顯高於早期和中期的稻曲球樣品。研究結果為揭示稻曲病菌的代謝網路和生物合成調控規律、代謝產物的生物活性和生理生態功能、稻曲病菌與水稻之間的相互關係，同時為有效防治稻曲病、保障糧食和飼料安全，以及新農藥和醫藥創製提供了依據。本項目已發表SCI刊源的論文12篇、國核心心期刊論文3篇、獲授權專利2項（其中1項已進行了成果轉化），培養研究生16名，其中2人獲得碩士學位，3人獲得博士學位。
