[发明专利]一种促进植物生长的蛋白质纳米复合体及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉药物和植物病害防治领域，更具体地，本发明涉及一种促进植物生长的蛋白质纳米复合体的制备方法和应用。采用药物纳米控释系统，将有生物活性的植物免疫激活剂Harpin蛋白与载体偶联，制备纳米粒子。该制剂能保护Harpin蛋白、促进植物对药物的吸收利用、增强或延长药效作用，可提高其生物利用率，产生明显的生物学效果。这是一种高效、广谱、安全的用于植物病害防治的新型生物农药。 

背景技术

植物病害、虫害长期以来一直是威胁我国农业生产和国民经济发展的主要农业灾害。农作物每年因病虫害造成的损失约20％，病虫害各占一半。我国主要的植物病害近3000种，分为细菌性、真菌性、病毒性病害，其中病毒病害900种。长期以来，植物病害的防治一直依赖于化学杀菌剂。但是，化学杀菌剂的使用周期越来越短，导致其抗药性也越来越严重。另外，化学杀菌剂对许多病害是无能为力的。因此，发展新型的无污染、无抗性的生物杀菌剂已经成为当务之急。 

Harpin蛋白是引起苹果、梨子等玫瑰香植物火疫病的病原菌Erwiniaamvlovora hrpN基因编码的一种蛋白。Harpin蛋白是细菌对寄主植物致病性必需的一种蛋白，但在非寄主植物上能诱导过敏反应，并诱导系统抗性，类似于高等动物所具有的广谱抗病菌虫害的免疫反应(Wei Z.M.，Laby R.J.，Zumoff C.H.，Bauer D.W.，He S.Y.，Collmer A.，Beer S.V.1992，Harpin，elicitor of the hypersensitive response produced by the plant pathogen Erwiniaamylovora.Science 257：5066 85-8)。Harpin蛋白与植物细胞膜上的受体结合，激活植物中多条信号通路，从而促进植物生长、增强抗病能力(Lee，J.，Klessig，D.F.，Nürnberger，T.，2001.A harpin binding site in tobacco plasmamembranes mediates activation of the pathogenesis-related gene HIN1 independent of extracellular calcium but dependent on mitogen-activatedprotein kinase activity.Plant Cell 13：1079-1093)。因此，用Harpin蛋白作为抗菌抑菌剂广泛的应用于作物保护，特别是单子叶植物和双子叶植物，包括主要的农作物和经济作物、蔬菜等。 

Harpin蛋白对植物病虫害良好的防治效果吸引了国内外科学家的关注，美国Cornell大学的学者于1992年首先发现Harpin蛋白的抗菌抑菌功能，并与美国的EDEN Bioscience公司合作，在大肠杆菌中表达的Harpin蛋白于2000年通过美国环保局(EPA)批准，商品名Messenger，批准号Reg.No.069834-002。被称为“在生防领域掀起了一场新的革命”。Harpin蛋白防治植物病害具有不污染环境、不产生抗性等优点。 

纳米技术是被国际上公认的21世纪最具有前途的科研领域。纳米材料具有的共性是粒度极小、表面积极大。根据对纳米材料的研究，其表面部分是原子排列既无长程有序又无短程有序的非晶层，而在其中心部位存在结晶有序和周期性排布的原子。正是纳米粒子的这种特殊结构特点，导致了纳米材料的特殊表面效应和尺寸效应。近年来，纳米科技在药物递送领域得到了令人瞩目的进步，开发出多种形式的纳米药物。纳米药物的尺寸能明显影响剂型和药物递送机制，例如颗粒粒径在50-500nm的纳米药物具有透皮吸收的特性，同时，用生物相容性高的可降解材料作为辅料，还可以达到缓控释放的效果(Shekunov，B.Y.，Chattopadhyay，P.，Tong，H.Y.，2007.Particle sizeanalysis in pharmaceutics：principles，methods and applications.Pharm.Res.24(2)，203-227)。