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植物病毒是仅次于真菌和细菌的一类重要植物病原物,每年都会给农业生产造成重大经济损失。长期以来人们一直在寻找抗植物病毒的有效药剂,但由于植物细胞存在坚固的细胞壁故不能像筛选抗动物病毒药物那样利用离体细胞进行抗植物病毒活性物质规模化筛选,因此至今尚未发现能够对植物病毒病有彻底治疗效果的药剂。本论文以迄今为止研究最为深入的烟草花叶病毒(Tobaccomosaic virus,TMV)为模式病毒,通过制备烟草BY-2原生质体建立稳定的病毒-原生质体侵染体系,并采用类似抗人及动物病毒药物细胞筛选模型的方法利用建立的体系规模化筛选抗植物病毒活性物质。经过对350种分离自植物的天然化合物抗TMV活性初步筛选,发现5种化合物对TMV在原生质体中的复制具有较好的抑制活性,抑制率均达40%以上。为了研究化合物抑制TMV复制的机制及验证原生质体筛选模型的准确性,继续用普通烟K326对化合物在活体植株上抑制TMV的活性进行研究,结果表明所建立的原生质体筛选模型可以快速有效的筛选抗TMV活性物质,化合物在活体植株上仍具有较好的抑制TMV复制的活性。同时对几种化合物抑制TMV复制的机制研究表明,化合物2和化合物3可以显著抑制病毒外壳蛋白的表达,而化合物1和化合物5则能够对病毒外壳蛋白亚基之间的聚合产生抑制作用。为了验证几种化合物是否可以同时保护植物免受TMV侵染,继续利用心叶烟研究化合物对TMV侵染的影响。研究结果表明,几种化合物可以有效的抑制TMV的侵染,抑制率均达60%以上。进一步对化合物抑制TMV侵染的机制研究结果表明,化合物5可能是侵占了病毒在寄主细胞上的结合位点,而其他4种化合物的作用机制则是由于对病毒进行了钝化作用。
另外本论文对课题前期初步开发的4种新型生物源抗病毒制剂的抗TMV活性进行了研究,发现4种药剂均对由TMV引起的烟草花叶病具有一定的防控作用,与阳性对照相比可以有效缓解症状及延缓病情发展,病情指数明显降低。同时对4种抗病毒药剂的抗TMV机制进行了初步研究,发现药剂NA-1和AHO可以增强烟草体内的苯丙氨酸解氨酶活性,其抗病毒活性可能是由诱导植物的系统抗性而实现。