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中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草所在互作蛋白納米遞送抗病毒和體外病毒消殺方面取得系列進(jìn)展

2024年01月02日 來源:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所網(wǎng)站 作者:李瑩
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近期,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所煙草病蟲害綠色防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在納米遞送互作蛋白抑制體內(nèi)病毒和煙桿源石墨烯碳點(diǎn)對(duì)植物病毒體外消殺等方面取得系列進(jìn)展。相關(guān)研究成果在《納米生物技術(shù)(Journal of Nanobiotechnology)》(JCR 1區(qū),IF2023=10.2)和環(huán)境工程領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊《應(yīng)用催化:B環(huán)境(Applied Catalysis B:Environmental)》(JCR 1區(qū),IF2023=22.1)上發(fā)表。

利用納米顆粒遞送抗病基因?qū)崿F(xiàn)非轉(zhuǎn)基因的病蟲害防治是一項(xiàng)革命性技術(shù)。該團(tuán)隊(duì)首次鑒定出一種富含半胱氨酸的毒蛋白(NbCRVP)能顯著抑制TMV、PVY和CMV侵染。發(fā)現(xiàn)鈣依賴性脂質(zhì)結(jié)合蛋白(NbCalB)與NbCRVP互作,發(fā)揮更強(qiáng)抗病毒活性。利用PAMAM納米載體將NbCRVP和NbCalB的表達(dá)DNA高效地同步遞送到植物細(xì)胞,獲得了增強(qiáng)的廣譜抗病毒效果。該研究首次實(shí)現(xiàn)了非轉(zhuǎn)基因、納米載體介導(dǎo)的高效表達(dá)兩個(gè)相互抗病毒蛋白DNA的遞送。

農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境(土壤和水源)中致病性病毒的存在嚴(yán)重威脅著農(nóng)業(yè)生產(chǎn),可作為侵染源,導(dǎo)致植物病毒病害的傳播和擴(kuò)散。煙草所聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)以煙草秸稈等生物質(zhì)為原料,通過調(diào)控瞬時(shí)高溫炭化與電場(chǎng)振動(dòng)切力效應(yīng),引發(fā)雜原子的揮發(fā)和碳原子的重排,制備成具備不同屬性的生物質(zhì)閃蒸石墨烯量子點(diǎn),同時(shí)保持還原Fe或Cu或Ag的高穩(wěn)定性和活性,三種金屬基納米復(fù)合材料在體外均導(dǎo)致辣椒脈斑駁病毒粒體斷裂變形,實(shí)現(xiàn)了辣椒脈斑駁病毒的有效體外消殺,使其失去侵染活性。

該研究得到中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、煙草綠色防控重大科技項(xiàng)目、山東省自然科學(xué)基金、青島市科技惠民專項(xiàng)等項(xiàng)目聯(lián)合資助。

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圖1 PAMAM介導(dǎo)的納米遞送抗病互作蛋白NbCRVP和NbCalB促進(jìn)煙草抗病毒能力增強(qiáng)

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圖2 通過電流自熱和金屬摻雜技術(shù)制備的秸稈源石墨烯碳點(diǎn)可對(duì)植物病毒進(jìn)行體外消殺

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