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《华南农业大学》 2017年
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芳基吡唑类氨基酸导向农药氨基酸特性的改进

解云  
【摘要】:“导向农药”是借助相关载体,能在植物体内定向输导与积累的农药。为了完善发展导向农药理论,在芳基吡唑氨基酸导向农药GlyF(甘氨酸氟虫腈),GlyMeF(甘氨酸甲酯氟虫腈)的研究基础上,本研究利用蓖麻体系、爪蟾卵母细胞体系和拟南芥体系,系统探索氨基酸芳基吡唑类导向农药的氨基酸特性,同时优化导向农药分子的结构,为后续研究提供基础。将GlyF的甲酯化合物GlyMeF处理蓖麻幼苗子叶,对氨基酸载体RcLHT6,RcANT15,RcProT2和RcCAT2进行RT-qPCR实验,筛选得到差异表达基因RcANT15用于后续爪蟾卵母细胞吸收方法建立。把注射18.4,27.6,34.0 nl RcANT15 cRNA的爪蟾卵母细胞进行吸收0.1 mM GlyF时间梯度实验,得到最佳cRNA注射体积为18.4 nl每个细胞,最佳药物吸收时间为1 h。随后将RcLHT6,RcANT15,RcProT2,RcCAT2cRNA分别注射于爪蟾卵母细胞,用于检测其对0.1 mM GlyF的吸收情况。实验证明表达了RcANT15 cRNA的爪蟾细胞吸收比对照组提升了3.5倍。说明蓖麻氨基酸转运蛋白RcANT15可以转运氨基酸芳基吡唑类导向农药GlyF。优化GlyF结构,设计了14种氨基酸氟虫腈耦合物,通过ACD LogD软件对化合物在植物生理pH下化合物分子带电情况进行预测,筛选出在此条件下与中性氨基酸带电情况一致的化合物GlnF(谷氨酰胺氟虫腈)进行后续合成。蓖麻幼苗体系吸收实验说明GlnF吸收在低浓度下具有可饱和性,对pH敏感,CCCP敏感,氨基酸抑制敏感,符合氨基酸吸收特性。同时化合物GlnF具有韧皮部输导性,这与Kleier模型预测结果不一致,结合氨基酸对GlnF的输导抑制,进一步证明GlnF的韧皮部转载与氨基酸载体相关。0.05 mM GlnF在野生型、AtLHT1过表达及敲除突变体植株根部的吸收实验发现在敲除AtLHT1的突变体植株根部没有检测到GlnF的吸收,而过表达AtLHT1的突变体植株根部GlnF的吸收相较于野生型提高了80%。这说明在植株水平上,拟南芥氨基酸载体AtLHT1与根部GlnF药物吸收相关植株吸收外源氨基酸的途径,可以被用于吸收GlnF。通过表达了AtLHT1的爪蟾卵母细胞关于GlnF的吸收,进一步验证了植株对药物吸收的结果本研究进一步巩固和发展了导向农药理论,在原有植物生理学实验证据的基础上,为导向农药理论提供了分子生物学水平的直接证据,并为后续导向农药构建提供了候选导向基团Gln。
【学位授予单位】:华南农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ450.1

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