[发明专利]一种激活蛋白PeaT1纳米粒子及其在作物抗病促生方面的应用

说明书

本发明公开了一种激活蛋白PeaT1纳米粒子及其在作物抗病促生方面的应用。激活蛋白纳米粒子，以二氧化硅(SiO₂)或两亲性共聚物mPEG‑PLGA为纳米载体，形状大致呈圆形，直径约为200nm，表面zeta电位约为‑16.5mV，激活蛋白PeaT1在其中的包封率约为30.7％，蛋白随着扩散及纳米载体的降解可以持续向外释放，从而持续激发小麦、水稻、生菜和黄瓜等作物自身的免疫系统，促进植物本身抗逆相关物质的表达与合成，并能够促进其生长发育，提高抗性，对病害具有一定的广谱防治效果。本发明提供一种绿色高效的激活蛋白纳米粒子，可以很好地促进作物生长，增产增收，同时控制作物病害发生。

技术领域

本发明涉及一种新型激活蛋白PeaT1纳米粒子及其应用，属于生物技术领域。

背景技术

长期以来，作物的增产抗病主要依靠化肥、农药等试剂的使用。这些化学试剂的长期使用不仅会污染环境，还会导致植物病原菌对杀菌剂产生抗药性，甚至会损害人体健康。利用植物自身产生的诱导抗病性对病害进行防治，以及相应诱抗剂农药的研发，因其具有绿色、高效的特点，发展迅速并且具有广阔的前景。相比于传统的农药等方法，这种新型农药为蛋白制剂，是一种新型、安全、高效的“新概念”植物免疫诱抗剂，来源于细菌或真菌的天然蛋白，是当前一种极具前景的植物抗病促生的方式(邱德文.蛋白质生物农药[M].北京:科学出版社,2010.)。

但是，由于为蛋白制剂，本身具有不稳定性，容易发生水解、氧化等反应，引起其结构的变化。而聚集、宏观沉淀、表面吸附以及蛋白质变性等现象，都会引起其性能的变化。本身不利于长期保存，也影响其长效性使用。目前常见的使用方法为将其制备成可湿性粉剂，主要组成包括：活性蛋白质原粉、保护剂、稳定剂、pH平衡缓冲剂、多种非离子表面活性剂及其他辅助成分等，需要的时候将其与水混合再进行施用。引入这些新的化学制剂，有违绿色环保这一初衷。随着纳米技术的不断发展，其在植物上的应用也逐渐被发现，纳米粒子(Nanoparticles,NPs)所具有的独特的物理化学性质，例如：高比表面积、高反应活性、可调节的孔径以及粒子形态，可以穿过细胞膜，使得相比于传统农业方法，能够减少农药化肥等输入以及产生更少的废物污染物，也就是提高了效率和持效性。同时可以包覆一些药物或制剂，作为递送媒介，具有高效、靶向、缓释等的特点(M.H.Siddiqui,M.H.Al-Whaibi,F.Mohammad.Nanotechnology and Plant Sciences[M].Switzerland:Springer,2015.)。二氧化硅在地表含量十分丰富，其对于植物生长有重要作用，随着研究发现其对于植物抵抗病虫害方面有重要的作用，能够提高抗性，降低植物发病，可以用作纳米载体。另外有研究发现 PLGA NPs可以通过气孔开口进入葡萄叶组织，并且它们可以被根吸收并通过维管组织运输到茎。而通过向烟草叶片喷施载Harpin蛋白(rHrpZ)的PLGA-NPs，NPs可以帮助蛋白质进入叶表皮和细胞壁，持续原位释放rHrpZ，并提高rHrpZ的生物利用度。因此，纳米粒子载体技术能够为激活蛋白的施用以及对植物抗病促生作用的生物技术提供重要技术支撑。

发明内容

本发明的目的是提供一种绿色高效的激活蛋白纳米粒子，可以很好地促进作物生长，控制作物病害发生的生物试剂及其用途。

该纳米粒子特征：以二氧化硅或者共聚物mPEG-PLGA为载体，形状大致呈圆形，直径约为200nm，表面zeta电位约为-16.5mV，激活蛋白PeaT1在其中的包封率约为30.7％，蛋白随着扩散及纳米载体的降解可以持续向外释放，从而持续激发小麦、水稻、生菜和黄瓜等作物自身的免疫系统，促进植物本身抗逆相关物质的表达与合成，并能够促进其苗期生长发育，提高抗性，对病害具有一定的广谱防治效果。

具体内容如下：