申请表-201108.doc
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申请表-201108.doc
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学科评审组:
植物保护学
教育厅编号:
安徽省高等学校省级自然科学研究项目
申请书
项目名称:
微囊藻藻胆蛋白光活化杀虫剂的研究
申请者:
黄蓓
所在单位:
安徽大学
邮政编码:
230039
通讯地址:
合肥肥西路3号安徽大学龙河校区
电话:
0551-5107341
传真:
0551-5107354
申请日期:
2022年10月16日
安徽省教育厅
二〇一〇年制
填表说明
一、填写申请书前,请先查阅安徽省教育厅科研项目申请办法及规定。
申请书各项内容要实事求是,逐条认真填写。
表达要明确、严谨,字迹要清晰易辨。
外来语要同时用原文和中文表达。
第一次出现的缩写词,须注出全称。
二、申请书打印时用A4纸,于左侧装订成册。
报送原件一份。
三、封面右上角学科评审组由申请者选择填写,教育厅编号由教育厅统一填写。
申请者承诺:
我保证上述填报内容的真实性。
如果获得资助,我与本项目组成员将严格遵守安徽省教育厅科研项目管理有关规定,切实保证研究工作时间,按计划认真开展研究工作,按时报送有关材料。
申请者(签章)
2022年10月16日
项目名称
微囊藻藻胆蛋白光活化杀虫剂的研究
项目类别
B
A、重大项目B、重点项目C、一般项目D、自筹经费
E、专项研究任务
是否产学研项目
否
是、否
学科
2106060
研究类型
B
A、基础研究B、应用基础研究C、应用研究
负责人姓名
黄蓓
性别
女
民族
汉
出生日期
1963-02
行政职务
实验室主任
专业职务
教授
研究专长
细胞生物学
最后学历
博士研究生
最后学位
博士
担任导师
硕导
起止年月
2012-01至2014-12
电子邮件
beihuang@
工作单位
安徽大学
联系电话
0551-5107341
通讯地址
合肥肥西路3号安徽大学龙河校区
邮政编码
230039
主要参加者
姓名
性别
出生
日期
专业职务
研究专长
学历
学位
工作单位
签字
陆合文
男
1969-07
工程师
农药配方
大学本科
学士
安徽陆野农化责任有限公司
李玉成
男
1963-02
教授
环境学
博士研究生
博士
安徽大学资环学院
刘凤才
男
1977-09
工程师
提取工艺
大学本科
学士
安徽陆野责任有限公司
汪宇
男
1987-07
研究实习员
细胞生物学
硕士研究生
学士
安徽大学生命科学学院
武子涵
女
1988-01
研究实习员
生物技术
硕士研究生
学士
安徽大学生命科学学院
梁杰
男
1988-01
研究实习员
细胞生物学
硕士研究生
学士
安徽大学生命科学学院
预期成果
申请发明专利2项,发表研究论文2篇以上
申请经费(单位:
万元)
5
研究内容和意义
摘
要
巢湖水华蓝藻95%以上是铜绿微囊藻,含有丰富的藻胆蛋白,主要含藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白,其中,藻蓝蛋白(含四吡咯结构藻蓝素)占90%以上的比例,具有很强的光吸收与电子传递效率,具备光敏剂的优良特性。
本实验拟通过抽提、粗过滤、微滤、超滤脱毒、低温静置离心、真空干燥等提取纯化方法从干化处理后的微囊藻中分离出的藻胆蛋白,HPLC检测藻毒素的含量,并对其光动力学杀伤效果(PDT)进行体外培养细胞学检测,流式细胞仪进行细胞周期、凋亡分析;然后,将藻胆蛋白混入培养基喂养果蝇,经光照处理后观察其对成虫、幼虫体长、存活率及繁殖率影响,荧光显微镜观察藻蓝蛋白在体内分布吸收情况,电镜检测PDT对器官组织的影响,并与光活化染料赤鲜红B(EB)、四吡咯光敏剂Photofrin进行比较;在实蝇杀虫剂配方的研制方面,有针对性地选择实蝇饵料、并进行藻胆蛋白与实蝇饵料的配比及实蝇光活化杀虫效果实验,为微囊藻藻胆蛋白作为光敏杀虫剂这种"绿色农药"的应用奠定基础。
填写简表注意事项
一、简表内容将输入计算机,必须逐项认真填写,采用国家公布的标准简化汉字。
二、凡选择性栏目,将相应提示符A、B等之一填入该栏。
三、部分栏目填写要求:
项目名称:
应准确反映研究内容和范围,最多不超过40个汉字(含标点符号)。
基础研究:
拟以认识自然现象、探索自然规律为目的,不直接考虑应用目标的研究活动。
应用基础研究:
指有广泛应用前景,但以获取新原理、新技术、新方法为主要目的的研究。
应用研究:
为某种具体实用目标提供技术管理、方法和途径的研究。
学科:
填报到三级学科。
申请经费:
以万元为单位,用阿拉伯数字表示,注意小数点。
起止年月:
起始时间从次年的1月算起,终止时间为完成年度的12月。
主要参加者:
指在项目组内对学术思想、技术路线的制定、理论分析、对项目的完成起重要作用的人员,本人应在申请书上签名。
研究内容和意义:
写出小于1000字的摘要。
一、立论依据
(包括项目的研究意义和必要性、国内外研究现状和发展趋势分析,并附主要参考文献及出处。
产学研项目还要填写对项目及产品基本情况介绍,包括项目产品的主要应用范围、技术创新点、项目成熟程度、项目完成时所处阶段等内容简介。
字数不限)
光活化杀虫剂是近几年发展起来的一种新型、高效、低毒农药,这类农药的特点是在生物环境中无所不在的自然因子一光和氧的作用下能极大地提高其毒杀害虫的效果。
它具有传统杀虫剂无法比拟的优点,因此被人们冠以“绿色农药”的美称。
焰红染料B及其同荧光素钠混配的农药制剂(Suredye)已在美国获得专利保护。
Suredye饵制剂已在危地马拉被用于防治地中海实蝇。
目前赤藓红B作为杀家蝇幼虫的药剂已在美国环保局获准登记,实现了商品化。
对服食赤藓红B(500—2000mgPmL)的实蝇光照6h后,死亡率随着给药剂量的增加和光照时间的延长而增加。
尽管许多染料对蚊蝇有很强的杀虫活性,但是它们对有脊椎动物的毒性却不尽如人意。
一种家蝇田间收集品系在摄食浓度增加、光接触5小时选择压力下,代后抗性呈现48倍。
因此,天然产物来源的光敏剂研制越来越受到人们的关注。
本课题组的研究发现,来源于蓝藻的藻胆蛋白在辅助激光照射后产生活性氧等自由基,每2-3个自由基可杀伤1个细胞。
由于其安全性高,其作为“绿色农药”的研发意义重大。
1.1水华蓝藻蛋白及藻毒素简介
水华蓝藻是指水体的富营养化导致异常繁殖生长的浮游水生植物。
通常引起水华爆发的蓝藻是微囊藻。
水华微囊藻的主要种类有铜绿微囊藻(Microcystis.aeruginusa)、绿色微囊藻(M.viridis)、惠氏微囊藻(M.wesenbergii)、水华微囊藻(M.flosaguae)、害鱼微囊藻(M.ichthyoblabe).其中,以铜绿微囊藻最为常见。
微囊藻中最常见的细胞内毒素为环肽类素的微囊藻毒素(microcystin,MC),又称肝毒素。
目前,至少有60多种异构体被分离,存在最普遍、含量较高、毒性较大的有MC-LR、RR、YR,其中,L、R和Y分别为亮氨酸、精氨酸、酪氨酸[1]。
2004年WHO《饮用水卫生基准》中将水中MC-LR的安全限值暂定为1μg/l;同时,暂定微囊藻毒素容许日摄取量安全限值为0.04μg/(kg·d)
微囊藻中藻胆蛋白含量可达细胞干重的10%~20%.藻胆蛋白是藻类中捕光色素蛋白的总称,其主要功能作为辅助色素提高光合作用电子传递效率。
ShirleyPaps等人的研究表明:
微囊藻藻胆蛋白主要为C-PC和APC,其中,C-PC占90%以上的比例。
沈强等人采用从昆明滇池机械收获的产毒水华蓝藻为材料,通过采用抽提、粗过滤、微滤、超滤脱毒(截留分子量100kda)、低温静置离心、真空干燥等提取纯化方法,从1kg微囊藻粉中制备纯度(A620/A280)高达1.80的57g藻蓝蛋白干粉,小鼠急性毒性试验显示,纯化的藻蓝蛋白无毒性[2];ID50大于3.71g/kg,而对照原料藻粉的ID50为0.10g/kg,并初步通过食品安全性毒理学评价程序。
1.2藻蓝蛋白结构与色基的光谱特征
1.3藻胆蛋白光敏作用与活性氧
1.5四吡咯化合物的光动力灭蝇效果
1.7本项目的研究目的与意义
本实验拟在不同的时间段采集微囊藻,通过对藻胆体密度分析及藻胆蛋白含量测定,确定微囊藻的最佳采集时间;对经脱毒处理分离出的藻胆蛋白、多聚体及单体的稳定性、光谱特性、作为光敏剂在分子水平及细胞水平诱导产生的活性氧ROS的量进行分析,HPLC检测藻毒素的含量,并对其光动力学杀伤效果进行体外培养细胞学检测。
然后,将藻胆蛋白混入培养基喂养果蝇,根据藻蓝蛋白能够被诱发产生荧光的特性,用荧光显微镜观察藻蓝蛋白在体内分布吸收情况,确定给药时间;经光照处理后观察其对成虫、幼虫体长、细胞分裂指数、存活率及繁殖率影响,ELISA方法检测藻毒素在果蝇体内的含量,并与光活化染料赤鲜红B(EB)、四吡咯光敏剂Photofrin进行比较,为微囊藻的合理利用,以及作光敏杀虫剂、荧光探针等奠定理论基础。
主要应用范围:
藻胆蛋白可溶性粉剂可用于实蝇的防治
技术创新点:
项目成熟程度:
项目完成时所处阶段等内容简介
参考文献
二、研究方案
1、总体思路、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题(分段论证,字数不限,可加页)
(产学研项目还要填写:
(1)项目依据的技术原理,包括文献、专利,或发明等;
(2)国内外相关技术的研究、开发现状的介绍、分析;
(3)采用的现有成熟关键技术、已攻克的关键技术、待研究的关键技术等;
(4)预计项目完成时计划解决关键技术及达到的技术性能指标、实现的质量标准类型、标准名称。
指标要尽可能量化,该指标为验收考核指标)
1.1总体思路:
为有效地利用微囊藻藻蓝蛋白,本项目拟在不同的时间段收集蓝藻,确定含高藻胆蛋白及低藻毒素采集的最佳条件;在藻蓝蛋白分离纯化过程中伴随藻毒素的检测。
通过在细胞水平对藻胆蛋白光敏作用产生活性氧ROS的产率、对培养的果蝇细胞、幼体、成体的成活率、繁殖率的检测,找到藻蓝蛋白光敏剂抑制果蝇生长的最佳剂量与光照条件。
通过对PDT作用后的细胞周期及形态学分析,了解微囊藻藻蓝蛋白光敏作用机理;利用藻蓝蛋白可被光激发而产生红光的特性,观察其在昆虫各组织代谢及分布规律;同时,选择几种实蝇进行藻胆蛋白与饵料的配方实验,为微囊藻藻胆蛋白光敏杀虫剂的大田实验奠定基础。
1.2研究目标
(1)弄清光照强度对微囊藻藻胆蛋白及藻毒素含量的影响,确定含高藻胆蛋白及低藻毒素采集的最佳条件。
(2)通过对活性氧ROS的产率、果蝇细胞、幼体、成体的成活率、繁殖率及细胞形态学分析,找到藻蓝蛋白光敏剂抑制果蝇生长的最佳剂量与光照条件
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