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施加外源IBA对南川大茶树扦插生根和茶树生长素应答因子(CsARFs) mRNA表达的影响

张莹, 盛忠雷, 邓敏, 侯渝嘉, 邬秀宏, 杨海滨, 徐泽

张莹, 盛忠雷, 邓敏, 等. 施加外源IBA对南川大茶树扦插生根和茶树生长素应答因子(CsARFs) mRNA表达的影响[J]. 云南农业大学学报(自然科学), 2020, 35(4): 667-672, 681. DOI: 10.12101/j.issn.1004-390X(n).201901017
引用本文: 张莹, 盛忠雷, 邓敏, 等. 施加外源IBA对南川大茶树扦插生根和茶树生长素应答因子(CsARFs) mRNA表达的影响[J]. 云南农业大学学报(自然科学), 2020, 35(4): 667-672, 681. DOI: 10.12101/j.issn.1004-390X(n).201901017
Ying ZHANG, Zhonglei SHENG, Min DENG, et al. Effect of Applying Indole-3-butyric Acid on the Rooting of Camellia sinensis Cuttings and the mRNA Expression of Auxin Response Factor (CsARFs)[J]. JOURNAL OF YUNNAN AGRICULTURAL UNIVERSITY(Natural Science), 2020, 35(4): 667-672, 681. DOI: 10.12101/j.issn.1004-390X(n).201901017
Citation: Ying ZHANG, Zhonglei SHENG, Min DENG, et al. Effect of Applying Indole-3-butyric Acid on the Rooting of Camellia sinensis Cuttings and the mRNA Expression of Auxin Response Factor (CsARFs)[J]. JOURNAL OF YUNNAN AGRICULTURAL UNIVERSITY(Natural Science), 2020, 35(4): 667-672, 681. DOI: 10.12101/j.issn.1004-390X(n).201901017

施加外源IBA对南川大茶树扦插生根和茶树生长素应答因子(CsARFs) mRNA表达的影响

基金项目: 重庆市科技局社会民生科技创新专项(cstc2016shmszx80029);重庆市科技局社会事业与民生保障科技创新专项(cstc2017shms-zdyfX0011)
详细信息
    作者简介:

    张莹(1983—),女,重庆人,硕士,助理研究员,主要从事茶叶加工与资源利用研究。E-mail:19509303@qq.com

    通信作者:

    徐泽(1956—),女,四川达州人,硕士,研究员,主要从事茶树栽培与生理研究。E-mail:384504922@qq.com

  • 中图分类号: S 571.104.3

摘要:
目的研究施加吲哚-3-丁酸(indole-3-butyric acid, IBA)对南川大茶树(Camellia sinensis)扦插生根能力、相关生理指标和茶树生长素应答因子(CsARFs)表达的影响。
方法施用不同质量浓度的IBA (0、20、40、80、160和320 mg/L)对南川大茶树插穗进行处理,在扦插后30、60、90和120 d,分别测定根部吲哚乙酸氧化酶(IAAO)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性,150 d时检测生根能力。同时,测定80 mg/L IBA处理组扦插30、60、90和120 d后,根部CsARFs基因mRNA表达量。
结果20、40、80和160 mg/L的IBA具有促进生根作用,并伴随着POD、PPO活性增加和IAAO活性降低,而320 mg/L IBA显著抑制生根(P<0.05)。在80 mg/L处理组中,生根数、愈伤诱导率、生根率、最长根长和平均根长效果最优;且除120 d外,与对照组相比,CsARF 2-12-23-13-28911的mRNA水平显著上调。
结论南川大茶树扦插时IBA的最佳质量浓度为80 mg/L。

 

Effect of Applying Indole-3-butyric Acid on the Rooting of Camellia sinensis Cuttings and the mRNA Expression of Auxin Response Factor (CsARFs)

Abstract:
PurposeTo study the effect of indole-3-butyric acid (IBA) on Nanchuan tea (Camellia sinensis) rooting capacity, the physiological changes during the rooting process and the mRNA expression of CsARFs gene.
MethodThe cuttings were treated with the concentrations of IBA (0, 20, 40, 80, 160 and 320 mg/L). The root capacities were assessed at the end of rooting period, the IAA-oxidase (IAAO) activity, peroxidase (POD) activity and polyphenol oxidase (PPO) activity were determined at 30, 60, 90 and 120 days after planting (DAP). The CsARFs gene expression in the roots was detected at 30, 60, 90 and 120 days with the 80 mg/L IBA-treatment.
ResultIBA had a positive effect on the rooting at the mass concentration of 20, 40, 80 and 160 mg/L IBA, which accompanied with increased POD activity and PPO activity, and decreased IAAO activity, but the 320 mg/L IBA caused a significant reduction of rooting compared with the control (P<0.05). Among of the treatments, the cuttings treated with 80 mg/L IBA had the highest number of roots (NR), callus percentage (CP) and rooting percentage (RP), and higher length of the longest root (LLR) and the mean root length (MRL). Additionally, the mRNA expressions of CsARF 2-1, 2-2, 3-1, 3-2, 8, 9 and 11 were up-regulated in the roots treated by 80 mg/L IBA except 120 days, suggesting these genes involved in promoting rooting process.
ConclusionThe optimal IBA mass oncentration was 80 mg/L for cutting of Nanchuan tea (C. sinensis).

 

  • 大部分农作物病害由真菌侵染引起且所致损失较大,目前植物病害的防治仍然以化学手段为主。酰胺类杀菌剂是一类常见的杀菌剂,广泛应用于作物病害防治,国内外对酰胺类杀菌剂的合成及生物活性已有大量的研究[1-3]。杂环化合物因其具有选择性好、活性高、毒性低等特点,是近年来国内外农用杀菌剂研发的热点,许多含杂环结构的化合物已作为商品化杀菌剂,被广泛用于作物病害的防治[4-6]。啶酰菌胺(boscalid)是一种由巴斯夫公司开发的高效烟酰胺类内吸性杀菌剂,对由灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)引起的真菌性病害具有较好的防治效果。啶酰菌胺是一种琥珀酸辅酶Q还原酶抑制剂,而琥珀酸辅酶Q还原酶是真菌细胞TCA循环中一种重要的酶,其功能是催化琥珀酸成为延胡索酸,一旦被抑制,将会阻碍真菌细胞正常的生理过程[7]。啶酰菌胺对菌丝生长和孢子萌发都有很强的抑制效果[8],常用于灰霉病、白粉病、菌核病、褐腐病和根腐病等真菌性病害的防治[9-10],具有良好的抑菌活性和广泛的应用前景,但其生产过程中所需的原料、催化剂等价格昂贵,涉及的反应条件苛刻,工业生产难度较大[10-13]。迄今为止,国内尚无完善的啶酰菌胺生产工艺。

    国内对啶酰菌胺类似物的合成及活性研究主要集中于其杀菌活性,但也有对其除草等生物活性的研究,如:霍静倩等[14]合成了数个啶酰菌胺同系物并测定了其除草活性,但只有在高浓度(1 000 mg/L)下才有效果。啶酰菌胺类似物普遍具有一定的抗真菌活性。吴志兵等[15]合成了5个N-(1,4取代吡唑基)-烟酰胺类化合物,但其抑菌活性较低;于康平等[16]合成了数个啶酰菌胺及其同系物,初步杀菌活性结果表明:部分化合物在50 mg/L浓度下对供试病原菌表现出良好的活性;杜士杰等[17]在啶酰菌胺结构的基础上,设计合成了数个2-氯烟酰胺类化合物,部分化合物与啶酰菌胺抑菌效果接近。

    含氟农药是近年来新农药开发的又一热点,也是新型杀菌剂研发的重要方向[18]。常见的含氟农药以含芳香族氟取代物和芳香族三氟甲基化合物为主。由于氟原子具有的特殊理化性质,可影响化合物的脂溶性、稳定性、渗透性等,使得含氟农药可能具有更好的生物学活性[19]。本试验以啶酰菌胺为母体,根据活性亚结构拼接原理,将烟酰胺和含氟的苯胺结合,通过用含氟或者三氟甲基的苯胺替代联苯结构与烟酸或2-氯烟酸反应,合成了数个含氟的啶酰菌胺类似物,并测定了这些化合物对5种常见植物病原真菌的抑菌活性,以期在化合物结构简化和降低生产成本的同时,能够筛选出具有较好抑菌活性的烟酰胺类杀菌活性成分。

    本研究所用试剂和溶剂均为市售分析纯,试剂未经进一步纯化直接使用,溶剂中三乙胺和二氯甲烷经氢化钙除水处理。

    本研究使用的供试菌种:尖镰孢菌(Fusarium oxysporum)和灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)由云南农业大学植物保护学院何月秋教授提供;稻梨孢菌(Pyricularia oryzae) 由云南农业大学植物保护学院李成云教授提供;立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)由云南省农业科学院农业环境资源研究所杨勤忠研究员提供;茄链格孢菌 (Alternaria solani)为云南农业大学云南省植物病理重点实验室保藏菌种。

    目标化合物的合成路线如图1所示。

    图  1  目标化合物3a~3g的合成路线
    Figure  1.  Synthetic route for the preparation of compound 3a-3g

    中间体2的合成:称取2.2 mmol的 2-氯烟酸1(或烟酸)加入到10 mL的单口瓶中,加入3 mL的氯化亚砜,加热至79 ℃回流4 h,减压蒸馏除去溶剂后得白色固体2,所得化合物2直接用于下一步反应。

    目标化合物3的合成:0 ℃下,将化合物2溶解于4 mL的无水二氯甲烷中,缓慢滴加入0.6 mL三乙胺,并于冰浴下搅拌2 min,将2 mmol的苯胺加入到反应瓶中,升至室温反应2 h。将反应液倒入10 mL的冰水中淬灭反应,用二氯甲烷萃取(10 mL×3),无水硫酸钠干燥,减压浓缩,用石油醚:乙酸乙酯 (10:1,体积比) 柱层析纯化得到目标化合物3。

    对合成的化合物3a~3g进行结构鉴定,1H NMR、13C NMR数据由BRUKER ASCEND/AVANCE III 500JEOL-500 MHz核磁共振仪(TMS为内标,CDCl3为溶剂)测定;高分辨质谱由美国Thermo Fisher Scientific公司的TSQ Endura仪测定。

    目标化合物(3a~3g)的理化数据如下:N-2′-氟苯基-2-氯烟酰胺(3a):白色固体,产率86%,M.p. 138.6~139.7 ℃, 1H NMR (500 MHz, CDCl3), δ: 8.56 (s, 1H, NH), 8.54 (d, J = 7.4 Hz, 1H, pyridyl-H), 8.45 (t, J = 7.9 Hz, 1H, pyridyl-H), 8.25 (d, J = 7.5 Hz, 1H, pyridyl-H), 7.42 (m, 1H, Ar-H), 7.20 (m, 1H, Ar-H), 7.16 (d, J = 7.4 Hz, 2H, Ar-H). 13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ: 162.8, 151.5, 147.1, 140.31, 130.8, 125.3, 125.3, 124.8, 122.9, 122.0, 112.1, 114.9. HRMS (ESI): m/z [M+H]+ calcd. C12H9ClFN2O: 251.038 7; found: 251.038 3.

    N-3′-氟苯基-2-氯烟酰胺(3b):白色固体,产率90%,M.p. 85.4~86.5 ℃, 1H NMR (500 MHz, CDCl3), δ: 8.52 (s, 1H, pyridyl-H), 8.32 (s, 1H, NH), 8.18 (m, 1H, pyridyl-H), 7.63 (d, J = 10.4 Hz, pyridyl-H), 7.41 (t, J = 6.5 Hz, 1H, Ar-H), 7.34 (m, 1H, Ar-H), 7.27 (s, 1H, Ar-H), 6.91 (t, J = 8.2 Hz, 1H, Ar-H). 13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ: 164.0, 162.9, 151.5, 146.9, 140.09, 130.4, 130.3, 123.0, 115.5, 112.1, 111.9, 107.9, 107.8. HRMS (ESI): m/z [M+H]+ calcd. C12H9ClFN2O: 251.038 7; found: 251.038 4.

    N-4′-氟苯基-2-氯烟酰胺(3c):淡黄色固体,产率85%,M.p. 103.0~104.2 ℃, 1H NMR (500 MHz, CDCl3), δ: 8.51 (s, 1H, pyridyl-H), 8.23 (s, 1H, NH), 8.19 (d, J = 7.4 Hz, 1H, pyridyl-H), 7.61(m, 2H, Ar-H), 7.39 (m, 1H, pyridyl-H), 7.09 (t, J = 7.9 Hz, 2H, Ar-H). 13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ: 162.6, 160.9, 151.4, 146.9, 140.1, 140.0, 133.1, 131.2, 122.9, 122.3, 122.2, 116.1, 115.9. HRMS (ESI): m/z [M+H]+ calcd. C12H9ClFN2O: 251.038 7; found: 251.038 4.

    N-2′-(三氟甲基)苯基-2-氯烟酰胺(3d):淡黄色固体,产率74%,M.p. 130.8~132.6 ℃, 1H NMR (500 MHz, CDCl3), δ: 8.34 (d, J = 4.5 Hz, 2H, pyridyl-H), 7.80 (s, 1H, NH), 7.78 (t, J = 8.2 Hz, 1H, Ar-H), 7.68 (t, J = 8.5 Hz, 1H, pyridyl-H), 7.65 (t, J = 8.0 Hz, 1H, Ar-H), 7.55 (t, J = 7.5 Hz, 1H, Ar-H), 7.24 (t, J = 7.3 Hz, 1H, Ar-H). 13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ: 166.9, 150.9, 147.1, 136.7, 133.6, 131.7, 130.9, 130.3, 127.9, 121.9. HRMS (ESI): m/z [M+H]+ calcd. C13H9ClF3N2O: 301.035 6; found: 301.035 6.

    N-3′-(三氟甲基)苯基-2-氯烟酰胺(3e):白色固体,产率75%,M.p. 117.7~119.4 ℃, 1H NMR (500 MHz, CDCl3), δ: 8.53 (d, J = 4.4 Hz, 1H, pyridyl-H), 8.38 (s, 1H, NH), 8.21 (d, J = 7.6 Hz, 1H, pyridyl-H), 7.97 (s, 1H, Ar-H), 7.84 (d, J = 7.9 Hz, 1H, Ar-H), 7.52 (t, J = 7.9 Hz, 1H, pyridyl-H), 7.46 (d, J = 7.7 Hz, 1H, Ar-H), 7.42 (m, 1H, Ar-H). 13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ: 162.7, 151.7, 146.9, 140.2, 137.7, 130.8, 129.8, 123.3, 123.1, 121.9, 117.0. HRMS (ESI): m/z [M+H]+ calcd. C13H9ClF3N2O: 301.035 6; found: 301.035 5.

    N-2′-(三氟甲基)苯基-烟酰胺(3f):淡黄色固体,产率86%,M.p. 86.2~87.9 ℃, 1H NMR (500 MHz, CDCl3), δ: 9.12 (s, 1H, pyridyl-H), 8.83 (d, 1H, J = 4.6 Hz, pyridyl-H), 8.37 (d, J = 8.1 Hz, 1H, pyridyl-H), 8.20 (d, J = 7.4 Hz, 1H, Ar-H), 8.19 (s, 1H, NH), 7.69 (d, J = 7.8 Hz, 1H, Ar-H), 7.64 (t, J = 7.8 Hz, 1H, pyridyl-H), 7.48 (t, 1H, Ar-H), 7.32 (t, J = 7.6 Hz, 1H, Ar-H). 13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ: 163.7, 153.0, 148.1, 135.1, 134.9, 133.1, 130.0, 126.3, 126.3, 125.1, 124.6, 123.8. HRMS (ESI): m/z [M+H]+ calcd. C13H10F3N2O: 267.074 5; found: 267.073 8.

    N-3′-(三氟甲基)苯基-烟酰胺(3g):白色固体,产率82%,M.p. 148.2~149.6 ℃, 1H NMR (500 MHz, CDCl3), δ: 9.11 (s, 1H, pyridyl-H), 8.79 (s, 1H, pyridyl-H), 8.22 (d, J = 7.8 Hz, 1H, pyridyl-H), 8.12 (s, 1H, NH), 7.96 (s, 1H, Ar-H), 7.87 (d, J = 8.0 Hz, 1H, Ar-H), 7.52 (t, J = 7.4 Hz, 1H, pyridyl-H), 7.46 (m, 2H, Ar-H). 13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ: 164.0, 152.8, 147.8, 147.6, 135.4, 134.1, 130.3, 129.8, 123.8, 123.5, 121.6, 117.2. HRMS (ESI): m/z [M+H]+ calcd. C13H10F3N2O: 267.074 5; found: 267.073 5.

    采用菌丝生长速率法进行化合物对植物病原菌的抑菌活性测定。将上述7种待测化合物用一定量的丙酮溶解,加入与丙酮等量的吐温-80摇匀后用灭菌蒸馏水配制成含系列浓度的化合物乳浊液,待PDA培养基冷却至45 ℃时,按化合物乳浊液体积与培养基体积比为1:9的量,将化合物乳浊液加至PDA培养基中,充分混匀后移至直径为9 cm的培养皿中制成PDA含药平板,空白对照培养基加入与处理培养基等量的丙酮和吐温-80。

    将经预培养的供试病原菌菌落边沿用内径5 mm的打孔器制取菌饼,分别接种到含化合物和对照PDA培养基平板上,每处理重复3次,避光培养。其中,稻梨孢菌(P. oryzae)、灰葡萄孢菌(B. cinerea)、茄链格孢菌(A. sonali)和尖镰孢菌(F. oxysporum)的培养温度为26 ℃;立枯丝核菌(R. solani)的培养温度为28 ℃。待空白对照处理的菌落生长至平板的3/4时,以十字交叉法测量菌落直径,取其平均值计算不同浓度化合物对病原菌菌丝生长的抑制率。根据化合物的剂量对数值和抑制率概率值进行线性回归分析,评价化合物的抑菌活性。

    用SPSS 22数据处理软件对各处理的数据,结合Student-Newman-Keuls检验进行单向ANOVA分析,评价处理间的差异显著性和重复间的离散度。

    以氯烟酸(烟酸)为起始原料,与氯化亚砜反应得到烟酰氯2,化合物2在碱性条件下(三乙胺)与苯胺反应得到氯酰胺3。

    初步的抑菌活性测定结果表明:本研究合成的烟酰胺类化合物对尖镰孢菌 (F. oxysporum)等5种重要植物病原菌的菌丝生长,均有不同程度的抑制效果,其中对R. solaniB. cinerea的抑菌活性较高。化合物3a、3b和3e对R. solaniB. cinere表现出良好的抑菌活性(图2) 。化合物3b和3e在50 μg/mL下对R. solani的菌丝生长抑制率大于90%,其效果接近商品化的杀菌剂啶酰菌胺。化合物3b在50 μg/mL质量浓度下对B. cinerea的菌丝生长抑菌率为72.29%,是合成的7个化合物中对B. cinerea抑菌活性最高的一个化合物,但其活性与啶酰菌胺相比,仍有一定差距。

    图  2  化合物3a、3b、3e在50 μg/mL质量浓度下对2种病原真菌菌丝生长的抑制效果
    Figure  2.  Antifungal effect of compound 3a, 3b and 3e against R. solani and B. cinerea at 50 μg/mL

    通过对比本研究合成的化合物和啶酰菌胺的抑菌活性可以发现:在保留啶酰菌胺的活性基团3-吡啶甲酸的前提下,引入含氟的芳环可获得与啶酰菌胺抑菌活性相当的化合物。总体来看(表1),R1取代基为氯的化合物(3d和3e)高于无取代的化合物(3f和3g),含氟取代基的化合物的抑菌活性3b>3a>3c,含三氟甲基取代基的化合物的抑菌活性3e>3d,3g>3f。经初步构效关系分析可知:2-氯烟酰结构是烟酰胺类化合物抑菌的活性基团,酰胺部分为邻位取代基的化合物活性最高。

    表  1  化合物在50 μg/mL质量浓度下对5种植物病原真菌的抑菌活性
    Table  1.  In vitro antifungal activity of compounds against pathogenic fungi at 50 μg/mL
    化合物compounds R1 R2 抑菌率/% inhibition rate
    R. solani F. oxysporum B. cinerea A. solani P. oryzae
    3a −Cl −2-F 84.88±1.22 b −2.75±6.87 bc 68.39±0.28 c 7.13±5.36 bc 6.42±0.48 e
    3b −Cl −3-F 93.98±2.46 a 18.18±13.41 ab 72.29±0.59 b 15.35±6.69 ab 13.32±0.19 d
    3c −Cl −4-F 70.64±3.08 c 13.55±9.19 abc 48.85±1.43 f 5.23±3.27 bc 5.94±1.29 e
    3d −Cl −2-CF3 25.71±3.42 e 35.11±0.93 a 31.24±2.86 g 19.84±4.08 a 39.71±0.06 b
    3e −Cl −3-CF3 90.13±6.07 ab 12.12±5.74 abc 55.50±1.80 d 16.08±3.24 ab 15.69±1.12 cd
    3f −H −2-CF3 10.88±5.48 f −7.18±4.11 c 11.48±1.73 h −2.06±4.41 c 2.49±0.76 f
    3g −H −3-CF3 55.14±0.21 d 19.11±4.39 ab 33.78±1.16 g 25.29±2.70 a 60.29±2.52 a
    啶酰菌胺boscalid 98.58±0.55 a 34.09±7.17 a 89.88±0.42 a 23.71±0.99 a 17.12±0.28 c
    注:同列中不字母相同表示在P = 0.05水平显著差异。
    Note: Different letters within a column mean significant difference at 0.05 levels.
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    表  2  化合物对2种植物病原菌的毒力回归方程和EC50
    Table  2.  Regression equation and EC50 value of compounds
    化合物compounds 靶标菌pathogens 回归方程regression equation EC50/(mg·L−1) 95%的置信/(mg·L−1)
    3a R. solani y=1.747x−1.924 12.63 10.32~15.00
    B. cinerea y=2.875x−4.548 38.20 34.12~42.99
    3b R. solani y=2.977x−3.822 19.21 7.94~30.04
    B. cinerea y=2.831x−4.447 37.21 27.68~51.85
    3e R. solani y=2.593x−2.971 13.99 12.24~15.82
    B. cinerea y=1.964x−3.011 34.12 20.66~66.13
    啶酰菌胺boscalid R. solani y=1.925x−1.668 7.36 1.45~12.56
    B. cinerea y=2.597x−3.200 17.07 11.12~24.59
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    对在50 μg/mL质量浓度下活性较好的化合物3a、3b和3e进行了不同质量浓度梯度的抑菌活性测定。表2表明:上述3个化合物对R. solaniB. cinerea的菌丝生长均有较好抑制活性,其效果与对照药剂啶酰菌胺的活性接近,其中化合物3a和3e对R. solani的EC50值分别为12.63 μg/mL和13.99 μg/mL,化合物3b对R. solani的EC50值高于化合物3a,但其在高质量浓度时对R. solani的抑制效果则高于化合物3a。总体来看,3个化合物对R. solani的抑菌活性均高于对B. cinerea的抑菌活性。

    本研究合成了7个含氟的烟酰胺类化合物,通过抑菌活性测定,筛选出了抑菌活性较强的化合物3a,3b和3e,这3个化合物的共同特点是对立枯丝核菌(R. solani)和灰霉病菌(B. cinerea)均具有较强的抑菌活性。研究合成的具有2-氯烟酰结构的化合物,其抑菌活性明显高于其他化合物,而化合物苯胺部分的取代基不同,对抑菌活性影响差异不显著(P>0.05),故初步推测2-氯烟酰结构是烟酰胺类化合物抑菌活性所必需的基团。由于合成的几个含氟的烟酰胺类化合物是啶酰菌胺的类似物,具有与啶酰菌胺相同的药效团,因而可能与啶酰菌胺的抑菌作用靶标相同,是一种潜在的琥珀酸辅酶Q还原酶抑制剂,从而与啶酰菌胺表现出相似的抑菌作用。

    近年来,随着啶酰菌胺在中国专利保护期的结束,啶酰菌胺类似物的合成及其活性研究是国内新农药开发的一个热点。这些啶酰菌胺类似物的合成研究均是在保留啶酰菌胺活性基团的基础上,对其进行结构修饰,其合成路线较为复杂[15-18]。与这些研究不同,本研究在保留啶酰菌胺吡啶甲酸结构的基础上,通过与含氟苯胺反应,引入含氟芳环合成了数个含氟的烟酰胺类化合物。本研究合成的化合物结构简单,涉及的合成步骤反应温和,产物得率较高且易于纯化,适合工业化。

    通过烟酰胺类化合物的合成及其抑菌活性研究,研究获得了3a,3b和3e这3个结构简单且抑菌活性较高的化合物,其对R. solaniB. cinerea的菌丝生长具有较好的抑制效果,有潜在的应用价值。在进一步的研究中,可考虑在现已合成的化合物的结构基础上,在苯环不同位置同时引入氟或者三氟甲基,合成多取代的含氟的烟酰胺类化合物,以期能获取具有更好抑菌活性的化合物。

  • 图  1   IBA处理对南川大茶树根系POD、PPO和IAAO活性(鲜质量)的影响

    注:不同上标字母表示差异显著(P<0.05)。

    Figure  1.   The effect of IBA treatments on the POD, PPO and IAAO activity (fresh weight) in the roots of C. sinensis

    Note: Different superscript letters mean significant difference (P<0.05).

    表  1   CsARFs qRT-PCR引物表

    Table  1   qRT-PCR primer sequences of CsARFs

    基因gene引物序列 (5′→3′) primer sequences
    qRTARF2-1 F:TGGCATGGTTCGTAAGATCTTC
    R:CTGAAGGAGATGAGAGATTCTTC
    qRTARF2-2 F:ACTATTGAAACCGATCAAAGGTC
    R:GAGAGCAATCCCCTGCTTATG
    qRTARF3-1 F:CCGCTCAAGTTTCATCTGCATA
    R:ACAGCATAGAGGTCGCTTCCT
    qRTARF3-2 F:CACTGAAGGTGCTCAAGCTTC
    R:CGTGTACCATGGAAGTTAGGA
    qRTARF8 F:GCCCATGGGAGGCATTTGTA
    R:TCACTCCCACTGGTATTCATC
    qRTARF9 F:ACTAATTGGTAACCCTGAAGGC
    R:TACATTGGAAGAAGATAGCCAG
    qRTARF11 F:GAATTCAGCCACTTAGGTAGTAC
    R:AGTGGAGGAGACCAAATGCCA
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    表  2   IBA处理对南川大茶树插穗生根指标的影响

    Table  2   The effect of IBA treatments on the rooting indexes of C. sinensis cuttings

    ρ (IBA)/(mg·L−1)生根数
    the number of rooting
    最长根长/cm
    the longest root length
    平均根长/cm
    average root length
    生根率/%
    rooting rate
    愈伤诱导率/%
    callus induction rate
    0 2.76±0.65 b 4.48±0.98 b 3.02±0.77 b 81.07±0.88 c 73.52±2.61 b
    20 3.87±0.57 b 5.92±1.01 a 3.96±0.84 b 87.68±0.92 b 80.69±3.03 a
    40 4.65±0.66 a 6.22±0.85 a 4.89±0.92 a 93.94±0.72 b 91.71±2.96 a
    80 6.88±0.64 a 7.82±0.98 a 5.66±0.59 a 96.89±1.02 a 93.65±3.18 a
    160 6.11±0.53 a 6.92±1.01 a 5.12±0.61 a 92.59±0.66 b 87.34±2.17 a
    320 2.02±0.26 c 3.02±0.47 c 2.01±0.22 c 76.15±0.76 d 68.45±1.98 c
    注:同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。
    Note: Different lowercase letters in the same columns mean significant difference (P<0.05).
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    表  3   80mg/L IBA处理对南川大茶树根中CsARFs基因mRNA表达量的影响

    Table  3   The effect of 80mg/L IBA treatment on the mRNA expression of CsARFs in the roots of C. sinensis

    扦插时间/d
    time after cutting
    ρ (IBA)/
    (mg·L−1)
    mRNA表达量 mRNA expression
    CsARF 2-1CsARF 2-2CsARF 3-1CsARF 3-2CsARF 8CsARF 9CsARF 11
    30803.22±0.22 a2.79±0.18 a2.22±0.14 a2.02±0.08 a3.31±0.17 a2.58±0.14 a2.42±0.15 a
    01.01±0.09 b1.02±0.08 b0.99±0.07 b1.01±0.70 b1.01±0.10 b0.98±0.07 b0.99±0.08 b
    60802.62±0.16 a2.21±0.11 a1.82±0.09 a1.67±0.05 a2.91±0.08 a2.19±0.12 a2.03±0.11 a
    01.11±0.11 b1.16±0.09 b1.14±0.08 b1.21±0.12 b1.08±0.06 b1.21±0.13 b1.30±0.14 b
    90802.11±0.11 a1.92±0.07 a1.62±0.12 a1.42±0.06 a2.47±0.12 a2.12±0.14 a1.78±0.12 a
    01.21±0.14 b1.18±0.12 b1.32±0.16 b1.40±0.17 a1.21±0.12 b1.22±0.14 b1.28±0.11 b
    120801.57±0.09 a1.22±0.11 b1.21±0.08 b1.23±0.12 b2.03±0.16 a1.89±0.18 a1.38±0.11 a
    01.32±0.21 b1.41±0.22 a1.39±0.17 a1.45±0.23 a1.32±0.18 b1.37±0.20 b1.38±0.18 a
    注:同一时间段同列字母不同表示差异显著(P<0.05)。
    Note: Different lowercase letters in the same columns in the same time mean significant difference (P<0.05).
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  • [1] 王玉书, 杨素娟, 成浩, 等. 茶树种质资源室内保存及其遗传稳定性的研究[J]. 中国茶叶, 1996, 18(6): 2.
    [2] 徐爱珍, 叶深开, 王美玲. 茶树良种无性繁殖技术[J]. 南方农业, 2016, 10(36): 25. DOI: 10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.36.015.
    [3] 吴淑平, 吕立哲, 蒋双丰. 茶树扦插繁殖的原理及研究进展[J]. 中国茶叶, 2010(7): 13. DOI: 10.3969/j.issn.1000-3150.2010.07.003.
    [4] 马林龙, 曹丹, 龚自明, 等. 茶树扦插生根机理研究进展[J]. 茶叶学报, 2015, 56(1): 56. DOI: 10.3969/j.issn.1007-4872.2015.01.011.
    [5] 郑元, 周安佩, 刘玉鲲, 等. 植物生长素极性运输及调控机制的研究进展[J]. 云南农业大学学报(自然科学), 2013, 28(6): 878. DOI: 10.3969/j.issn.1004-390X(n).2013.06.020.
    [6] 史云峰, 禹利君, 刘富知, 等. 茶树内源激素研究进展[J]. 茶叶通讯, 2001(2): 7.
    [7] 孟衡玲, 杨生超, 张薇, 等. 不同基质和激素对通关藤扦插生根的影响[J]. 云南农业大学学报(自然科学), 2014, 29(4): 540. DOI: 10.3969/j.issn.1004-390X(n).2014.04.013.
    [8]

    XU Y X, MAO J, CHEN W, et al. Identification and expression profiling of the auxin response factors (ARFs) in the tea plant (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze) under various abiotic stresses[J]. Plant Physiology and Biochemistry, 2016, 98: 46. DOI: 10.1016/j.plaphy.2015.11.014.

    [9] 陈启文. 茶树扦插生根过程中主要生化物质变化及POD57基因克隆和表达特征研究[D]. 合肥: 安徽农业大学, 2013.
    [10]

    WOODWARD A W, BARTEL B. Auxin: regulation, action, and interaction[J]. Annals of Botany, 2005, 95(5): 707. DOI: 10.1093/aob/mci083.

    [11]

    BADSHAH N, QASIM M, TEHSEENULLAH M. Response of single node cutting of tea plant to plant growth regulators application[J]. Sarhad Journal of Agriculture, 2002(2): 112.

    [12]

    ZENGINBAL H, HAZNEDAR A, ZENGINBAL E. Influence of type cutting, IBA concentration and collection times on rooting of tea (Camellia sinensis L.)[J]. Research in Plant Biology, 2014, 4(4): 1.

    [13]

    MELLO S D C, ANGELOTTI-MENDONCA J, RIBOLDI L B, et al. Impact of indole-3-butyric acid on adventitious root development from cuttings of tea[J]. HortTechnology, 2016, 26(5): 599. DOI: 10.21273/HORTTECH03378-16.

    [14]

    HOQUE M E. Effect of indole butyric acid on raising plants from stem cuttings of tea (Camellia sinensis L.) in the nursery[J]. The Agriculturists, 2017, 14(2): 124. DOI: 10.3329/agric.v14i2.31356.

    [15] 周健, 成浩, 王丽鸳. 激素处理对茶树组培苗温室内直接诱导生根的影响[J]. 茶叶科学, 2005, 25(4): 265. DOI: 10.13305/j.cnki.jts.2005.04.005.
    [16] 刘柳姣, 刘震, 韦耀福, 等. NAA和IBA对福建茶扦插生根的影响[J]. 南方园艺, 2013, 24(4): 14. DOI: 10.3969/j.issn.1674-5868.2013.04.004.
    [17] 贺涛, 苏丹萍, 李楠, 等. 生长调节剂和基质对东南山茶扦插生根的影响[J]. 亚热带植物科学, 2016, 45(1): 83. DOI: 10.3969/j.issn.1009-7791.2016.01.018.
    [18]

    ILCZUK A, JACYGRAD E. The effect of IBA on anatomical changes and antioxidant enzyme activity during the in vitro rooting of smoke tree (Cotinus coggygria Scop.)[J]. Scientia Horticulturae, 2016, 210: 268. DOI: 10.1016/j.scienta.2016.07.036.

    [19]

    NAG S, SAHA K, CHOUDHURI M A. Role of auxin and polyamines in adventitious root formation in relation to changes in compounds involved in rooting[J]. Journal of Plant Growth Regulation, 2001, 20(2): 182. DOI: 10.1007/s003440010016.

    [20] 付喜玲, 郭先锋, 康晓飞, 等. IBA对芍药扦插生根的影响及生根过程中相关酶活性的变化[J]. 园艺学报, 2009(6): 849. DOI: 10.16420/j.issn.0513-353x.2009.06.014.
    [21] 勒栋梁, 董凤祥, 李宝, 等. 杂交榛不同枝段绿枝扦插生根特性及相关氧化酶活性变化[J]. 林业科学研究, 2009, 22(4): 526. DOI: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2009.04.006.
    [22]

    LI S W, XUE L G, XU S J, et al. IBA-induced changes in antioxidant enzymes during adventitious rooting in mung bean seedlings: the role of H2O2[J]. Environmental & Experimental Botany, 2009, 66(3): 442. DOI: 10.1016/j.envexpbot.2009.03.005.

    [23]

    WANG X L, GAO Z, ZHAO Z. Effect of IBA on rooting from softwood cuttings of ‘Tetraploid Locust’ and associated biochemical changes[J]. Pakistan Journal of Botany, 2013, 45(5): 1801.

    [24]

    KUWABARA T, KATOH Y. Involvement of the binuclear copper site in the proteolytic activity of polyphenol oxidase[J]. Plant and Cell Physiology, 1999, 40(10): 1029. DOI: 10.1007/s10751-008-9865-8.

    [25]

    DING Z J, FRIML J. Auxin regulates distal stem cell differentiation in Arabidopsis roots[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2010, 107(26): 12046. DOI: 10.1073/pnas.1000672107.

    [26]

    ALEXANDRA S, BARBARA M L, WEILIN L, et al. Monopteros controls embryonic root initiation by regulating a mobile transcription factor[J]. Nature, 2010, 464(7290): 913. DOI: 10.1038/nature08836.

    [27]

    MARIN E, JOUANNET V, HERZ A, et al. miR390, Arabidopsis TAS3 tasiRNAs, and their auxin response factor targets define an autoregulatory network quantitatively regulating lateral root growth[J]. The Plant Cell, 2010, 22(4): 1104. DOI: 10.1105/tpc.109.072553.

    [28]

    OKUSHIMA Y, FUKAKI H, ONODA M, et al. ARF7 and ARF19 regulate lateral root formation via direct activation of LBD/ASL genes in Arabidopsis[J]. The Plant Cell, 2007, 19(1): 118. DOI: 10.1105/tpc.106.047761.

    [29]

    TIAN C E, MUTO H, HIGUCHI K, et al. Disruption and overexpression of auxin response factor 8 gene of Arabidopsis affect hypocotyl elongation and root growth habit, indicating its possible involvement in auxin homeostasis in light condition[J]. The Plant Journal, 2004, 40(3): 333. DOI: 10.1111/j.1365-313X.2004.02220.x .

  • 期刊类型引用(6)

    1. 梅子坤,罗天骥,宋京九,祝钧. 烟酸酰胺类衍生物的制备及其在化妆品中的应用. 化学世界. 2023(01): 57-64 . 百度学术
    2. 蒋晶晶,杜蕙,陈爱昌,李雪萍,李敏权,漆永红. 甘肃省党参菌核病病原菌鉴定及其生物学特性研究. 草业学报. 2022(12): 181-190 . 百度学术
    3. 王凯博,吴文伟,王群,尹梅,张兴富,杨从党,付兆聪,李琼仙,浦军,黄吉美,何成兴. 单萜酚类化合物与苯醚甲环唑和噻呋酰胺混配对立枯丝核菌的抑菌活性研究. 中国农学通报. 2020(08): 80-84 . 百度学术
    4. 普特,杨云海,王凯博,叶敏,范黎明,付立新,苏发武,查友贵. MTT比色法测定烟酰胺类化合物对植物病原细菌的抑菌活性. 云南农业大学学报(自然科学). 2019(01): 15-21 . 百度学术
    5. 丁成荣,潘亚运,殷许,谭成侠. 含噻唑联哌啶烟酰胺类化合物的合成与生物活性研究. 有机化学. 2019(07): 2099-2105 . 百度学术
    6. 黄世荣,张鹏博. 啶酰菌胺等4种新药剂防治桑椹菌核病效果研究. 蚕桑通报. 2018(04): 24-26 . 百度学术

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出版历程
  • 通信作者:  徐泽 384504922@qq.com
  • 收稿日期:  2019-01-12
  • 修回日期:  2020-05-19
  • 网络首发日期:  2020-07-24

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