防卫基因PAL,LOX和PBZ1在水稻白叶枯病成株抗性中的作用(英文)

为了探讨水稻白叶枯病成株抗性是否与防卫基因相关 ,通过RT PCR研究了几种防卫基因PAL、LOX、PBZ1、Cht 1和PR1a的表达 ,同时也分析了PAL和LOX的酶活性变化 .结果表明 ,苗期PAL受病原菌诱导上调表达 ,而成株期病原菌和伤害均可诱导PAL上调表达 ,且成株期诱导表达强于苗期 .LOX在苗期和成株期都可受病原菌诱导表达 ,但成株期表达强于苗期且更持久 .PBZ1在苗期和成株期均受病原菌和伤害诱导表达 ,但成株期表达较苗期早且更强 .PR1a和Cht1没检测到期望的扩增片段 .PAL和LOX的酶活性分析结果与基因表达分析结果一致 .因此 ,PAL、LOX和PBZ1在苗期和成株期的表达差异可能与水稻白叶枯病成株抗性相关 .     

绿木霉SM1蛋白诱导拟南芥防御反应以及激发活性氧途径研究

SM1蛋白是由绿木霉Trichoderma virens产生的一种富含半胱氨酸的小蛋白,能够作为激发子激发植物防御反应。研究了SM1蛋白对拟南芥Arabidopsis thaliana生长及诱导抗性的作用。结果表明高浓度（>10μg/mL）SM1蛋白液抑制拟南芥的生长,低浓度SM1蛋白液则不影响生长;SM1能诱导拟南芥对细菌性叶斑病Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000的抗性,引起拟南芥叶片过氧化氢的积累。SM1蛋白处理后,拟南芥叶片中植物防御反应相关基因PDF1.2、LOX2和活性氧酶基因 SOD、POD等表达显著上升,说明SM1在激活植物的JA/ET和ROS途径中发挥着重要作用。研究为进一步研究SM1诱导植物抗性的机理提供了基础。     

西花蓟马取食对菜豆不同部位叶片防御基因表达的影响

【目的】本研究旨在探究锉吸式口器害虫西花蓟马Frankliniella occidentalis取食诱导的菜豆Phaseolus vulgaris木植株系统防御反应的分子机制。【方法】利用荧光定量PCR技术,检测西花蓟马分别在稳定取食菜豆植株2 h后的24,48,72和96 h菜豆植株不同部位(上部、中部和下部)叶片中茉莉酸信号转导途径和水杨酸信号转导途径防御相关基因脂氧合酶基因(LOX)、苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)和β-1,3-葡聚糖酶基因(PR-2)相对表达量的变化。【结果】西花蓟马取食菜豆植株后,受害叶片及上部和下部健康叶片中LOX,PAL和PR-2均被显著诱导表达,均以受害叶片防御酶基因表达量的变化较大,并且表达量在相同叶片不同时间下的变化不同。中部受害叶片中LOX的相对表达量均显著高于未接虫的对照植株,并随西花蓟马为害时间的延长逐渐升高,在96 h时为对照的209.54倍;随着时间的延长LOX表达量在上部和下部健康叶片呈现升高-降低-升高的趋势。PAL的表达量在西花蓟马为害植株的中部受害叶片和上部健康叶片均于48 h时出现最大值,分别为对照的52.70倍和41.20倍;但在下部健康叶片于72 h时达到最大值,为对照的47.06倍。PR-2表达量在受害株的上部健康叶片于48 h时出现最大值,在中部受害叶片和下部健康叶片均于96 h时达到最大值,但在24 h时在下部健康叶片中受到抑制。【结论】西花蓟马取食能显著诱导菜豆植株茉莉酸和水杨酸信号转导途径相关防御酶基因LOX,PAL和PR-2的表达,并在菜豆植株不同部位叶片产生系统抗性。     

大豆快生根瘤菌SMH12效应蛋白NopP在共生固氮过程中的功能

【目的】研究Sinorhizobium fredii SMH12中的nopP在共生固氮过程中的功能,为深入解析根瘤菌效应蛋白的菌植互作机理提供线索,进而为大豆高效根瘤菌的遗传改良提供一定的科学依据。【方法】利用生物信息学分析nopP的结构特征,构建nopP缺失、过表达和互补菌株,并对其进行共生表型分析;通过qRT-PCR分析nopP在共生过程中的时空表达特征,测定在接野生型和突变体的冀豆17中NIN、ENOD40、PR1、PR2和PR5的表达量;采用激光共聚焦显微镜观察NopP的亚细胞定位。【结果】根瘤菌的NopP不包含任何已知功能域,与病原体的任何Avr效应物没有同源性。nopP缺失之后对冀豆17和中黄13的根瘤固氮酶活均有显著影响,在瘤数上对冀豆17有显著增加,表明nopP突变后促进其与冀豆17和中黄13的共生固氮。qRT-PCR显示,nopP在自生条件下少量表达,在共生条件下表达量显著升高,尤其在接菌2 d后表达量达到最高,显示该基因可能与根瘤菌早期侵染相关。此外,发现NopP在烟草叶片和大豆根中均定位于细胞膜和细胞核。接种突变体的冀豆17根中NIN的表达量升高1.2倍,PR5的表达量降低3.6倍。【结论】效应蛋白NopP在与大豆共生过程中,参与根瘤菌的早期侵染以及在根瘤菌与豆科宿主植物之间的免疫防御反应中发挥重要功能。     

蓟马取食、机械损伤以及外源水杨酸甲酯和茉莉酸对菜豆叶片防御酶活性的影响

【目的】探讨菜豆对昆虫取食防御反应的生化机制。【方法】研究了西花蓟马Frankliniella occidentalis取食、机械损伤以及外源水杨酸甲酯（MeSA）和茉莉酸（JA）处理后菜豆叶片防御酶活性的变化。【结果】西花蓟马取食、机械损伤及MeSA和JA处理均能明显提高过氧化物酶（POD）的活性,前2种处理POD活性在72 h上升到最高峰,而后2种处理则在48 h达到最高峰。蛋白酶抑制剂（PI）活性在西花蓟马取食后升高最明显。JA途径关键酶脂氧合酶（LOX）和多酚氧化酶（PPO）的活性在西花蓟马取食、机械损伤和JA诱导处理均升高,但外源MeSA诱导处理则不能诱导它们的活性(P>0.05)。SA途径的关键酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）在西花蓟马取食和机械损伤后均有一个先升高后下降的过程,外源MeSA诱导只在24 h引起PAL活性升高,其余时间下和对照没有明显的区别,外源JA诱导未能引起PAL活性的显著变化(P>0.05)。西花蓟马取食、JA和MeSA诱导以及机械损伤均能诱导β-1,3 葡聚糖酶（PR-2）活性上升(P<0.05)。【结论】结果说明,不同处理可诱导菜豆植株产生明显的防御反应,但酶活性的变化与处理方式和处理时间有关。     

茄二十八星瓢虫为害对不同基因型番茄叶内三种抗性酶活性的影响

【目的】研究茉莉酸合成相关基因在番茄抗茄二十八星瓢虫Henosepilachna vigintioctopunctata Fabricius中的作用,探讨茉莉酸信号因子在植物防御过程中起到的作用。【方法】利用3种基因型番茄茉莉酸合成缺失突变体spr2、茉莉酸合成过量表达体35s、野生型番茄Wt为材料,通过经2龄茄二十八星瓢虫分别取食6、24、48 h后,利用分光光度计测定3种基因型番茄叶片内苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanineammonialyase,PAL)、胰蛋白酶抑制剂(Protease inhibitors,PI)和脂氧合酶(Lipoxygenase,LOX)酶活性的动态变化。【结果】35s型番茄叶片内PI活性显著高于另两种番茄叶片,而spr2型番茄叶片PI活性最低。瓢虫为害后,3种基因型番茄PI酶活性明显提高,在35s和Wt型番茄中,PI和LOX酶活性在胁迫24 h和6 h达到最高值,而spr2型番茄没有显著变化。受到瓢虫侵染的系统叶中,PI和LOX酶活性也受到了诱导,系统叶变化趋势同危害叶相同,但诱导的PI和LOX酶活性明显低于危害叶。在危害处理过程中,均呈现上升-下降的趋势,在系统叶中,则PAL活性没有显著变化。番茄叶片受害后,PI和LOX酶活性上升辐度大于PAL,说明PI和LOX对取食胁迫响应比PAL更敏感。【结论】35s茉莉酸合成过量表达体的番茄对茄二十八星瓢虫有一定的抗虫作用,因此,茉莉酸在植物抗性中起了一定作用。     

烟草病程相关蛋白基因启动子的克隆及序列分析

在植物的防御反应中,会诱导产生一些宿主编码的蛋白,叫做病程相关蛋白。该文通过PCR扩增,从烟草(Nicotiana tobacwn ce.Samsun)中克隆了水扬酸诱导表达的PR—1a基因的两个启动子TP12及TP13。以期用于构建诱导表达基因敲除系统,并用于无性繁殖植物的无标记基因转化。序列分析表明,启动子TP12含1313个核苷酸,与已报道的序列比较,核苷酸的同源性为98．6％;TP13含654个核苷酸,与已报道的序列比较,核苷酸的同源性为99．4％。     

表达SmERF1调节烟草种子大小及耐盐性

【目的】ERF转录因子生物功能广泛,在调控植物生长发育和响应胁迫中发挥重要作用。前期研究显示,丹参SmERF1参与植物响应胁迫反应。该研究旨在进一步明确SmERF1潜在的生物功能,并为药用植物抗性及种子发育研究奠定基础。【方法】该研究采用农杆菌介导的方法在模式植物烟草中异源表达了丹参SmERF1基因;通过抗性相关酶活性变化检测,对转基因植株抗性进行评价;通过酶联免疫方法和qPCR方法分析GA和ABA等激素含量及合成途径关键酶基因的表达变化。【结果】(1)表达SmERF1的烟草植株在幼苗期表现出生长缓慢、生物量和叶绿素减少,而在其他生长阶段与对照植株没有明显差异;此外,表达SmERF1的烟草植株种子比野生对照的种子小、轻;(2)在盐处理下,转基因烟草株系中脯氨酸含量、SOD和POD活性高于对照株系,而MDA含量低于对照株系,转基因烟草株系表现出较高的耐盐性;(3)在转烟草株系中,ABA含量上调,GA水平降低。实时定量PCR结果显示,表达SmERF1调节了与植物激素生物合成相关的关键酶基因的表达,如NtSDR、NtGA20ox、NtACO和NtACS。【结论】SmERF1通过ABA依赖途径...     

转GhB301基因烟草的防御酶活性及抗病相关基因表达分析

为了明确棉花ERF-B3亚族转录因子基因GhB301在烟草异位表达后(抗枯萎病中)的功能,该研究以过表达GhB301基因烟草和野生型烟草为材料,采用枯萎病菌孢子悬浮液接菌方法,分析病原菌侵染前后防御酶活性变化以及防卫相关基因的表达变化与抗病性的关系。结果显示:(1)棉花枯萎病菌处理15d后,2个转基因株系烟草叶片黄化程度与野生型相比较轻。(2)棉花枯萎病菌处理后,过表达GhB301转基因烟草和野生型烟草叶片过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)的活性较未接菌对照显著提高,并且酶活峰值出现均早于野生型材料;转基因材料叶片的POD、PAL、PPO活性均在处理3d后达到峰值,而野生型材料叶片的POD、PAL活性在处理5d后才达到峰值。(3)接种棉花枯萎病菌后活性氧相关基因、乙烯(ET)/茉莉酸(JA)途径相关基因、病程相关基因的表达量在转基因株系OE1和OE2中均受到明显影响。研究推测,GhB301在烟草中的异位表达激活了防卫相关基因的表达,提高了防御酶的活性,从而增强了烟草对枯萎病菌的抗性。     

嗜水气单胞菌HBNUAh01 外膜蛋白A 基因在烟草叶片细胞中的瞬时表达

【目的】从嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)HBNUAh01中克隆外膜蛋白A(outer membrane proteinA,ompA)基因并在烟草(Nicotiana tabacum)叶片细胞中瞬时表达该蛋白。【方法】以嗜水气单胞菌HBNUAh01为模板进行嗜水气单胞菌外膜蛋白A(AhompA)基因片段的PCR扩增,并将其克隆到pEASY-Blunt Simple载体中以进行测序。测序正确的AhompA基因序列与含有黄色荧光蛋白(yellow fluorescentprotein,YFP)基因的表达载体pCAMBIA1300构建重组表达载体。将该重组表达载体转化到农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)GV3101感受态细胞中,随后用阳性转化子转染烟草叶片细胞。使用激光扫描共聚焦成像系统(Confocal Laser Scanning Microscope)检测观察融合表达AhompA基因的黄色荧光蛋白并采用RT-PCR检测AhompA基因在烟草叶片中的转录情况。【结果】从嗜水气单胞菌HBNUAh01中克隆出大小为1032 bp的AhompA基因序列,并在烟草叶片中成功表达AhompA和YFP的融合蛋白。【结论】AhompA基因在烟草叶片细胞中的成功表达为进一步研究利用植物疫苗防治嗜水气单胞菌引起的水产动物疾病奠定了基础。     

A Time-Course Proteomic Analysis of Rice Triggered by Plant Activator BTH

Benzothiadiazole (BTH) is an artificial inducer of systemic acquired resistance. Due to rice being an important food crop and model plant, we investigated its response to BTH using label-free proteomics technology coupled with bioinformatics. Protein expression levels were verified using the multi-reaction monitoring mode and semi-quantitative RT-PCR. BTH treatment can up- or down-regulate many proteins produced by the rice host at all four periods, with the numbers of proteins being 6/24, 9/10, 14/10, and 8/20, respectively. Compared with mock treatments (phosphate buffered saline with 0.1 % dimethylsulfoxide and 0.5 % Tween-20), some proteins related to plant resistance were only detected after BTH treatments, such as ascorbate peroxidase (POD) 3, chitinase A, thioredoxin-dependent POD 2, beta-1,3-glucanase 2, POD superfamily protein, major facilitator superfamily (MFS) protein, copper/zinc-superoxide dismutase (SOD) 1, pathogenesis-related protein (PR) 1. Other proteins showing up-regulation after BHT treatment included PR-5, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase C, plasma-membrane associated cation-binding protein 1, and oxidoreductase family proteins. These results indicated that BTH was involved with inducing rice resistance. Some up-regulated proteins were also involved in other metabolic processes. The activity and expression level of POD, phenylalanine ammonia-lyase (PAL), and SOD, lipoxygenase (LOX), beta-1,3-glucanases, and chitinases were determined using the enzyme activity assay and semi-quantitative RT-PCR. These results indicated that BTH can enhance the activity of beta-1,3-glucanases, LOX, PAL, and POD. BTH can also induce up-regulation of the copper/zinc-SOD, ascorbate POD, glutathione POD 1, Chitinase, and LOX1 genes.     

超量表达MrCN基因提高烟草植株对TMV的抗性

利用农杆菌介导的遗传转化法将含有普通烟草Ubi．U4启动子驱动MrCN基因表达的元件导入TMV敏感烟草品种K326中,对筛选鉴定出的T0代转基因植株接种TMV,测定其接种前后不同时期的理化指标,以接种TMV的野生型植株为对照。结果显示,转基因植株和野生型植株接种TMV前叶绿素（Chl）和MDA含量YLSOD、POD和CAT酶活力均无显著差异,但接种TMV后野生型植株Chl含量逐渐降低,转基因植株Chl含量先增后降,在接种TMV后5d时转基因植株叶片Chl含量显著高于野生型植株。接种前期（0-3d）转基因植株MDA含量略低于野生型植株,但差异不显著;但接种后期（3～5d）前者的MDA含量显著低于后者。接种TMV后转基因植株中SOD、POD及CAT酶活性变化幅度较野生型植株高,以CAT的变幅最为显著。另外,Real-timePCR分析结果表明,接种TMV后3d时转基因植株删蹦、PR-1α及NrCN表达量均显著高于野生型植株。以上结果表明,通过转基因技术提高烟草抗病基NNrCN的表达量,能提高防御酶活性及病程相关基因的表达量,从而延缓植株感染TMV的发病时间,增强敏感植株对TMV的抗性。     

Changes of antioxidant enzyme and phenylalanine ammonia-lyase activities during Chimonanthus praecox seed maturation

Changes in peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and phenylalanine ammonia-lyase (PAL) activities were studied during Chimonanthus praecox seed maturation. According to our findings the protein content increased steadily from 8 to 12 weeks after flowering, and thereafter decreased significantly. Similarly, SOD and POD activities increased gradually up to 12 weeks after flowering and then declined. PAL activity declined gradually during seed maturation. CAT activity, however, showed no changes during seed maturation. By means of polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE), SOD and POD isoenzymes were observed during seed maturation. The staining intensities of SOD and POD isoenzymes correlated well with SOD and POD activities as obtained by an assay in solution. These findings suggest that POD, SOD and PAL may be involved in the growth and development during Chimonanthus praecox seed maturation.     

柱状田头菇菌丝对镉胁迫的抗氧化响应

研究了不同浓度Cd处理对柱状田头菇菌丝抗氧化酶及谷胱甘肽含量的影响.结果表明,在低浓度范围内随着Cd处理浓度的增加,菌丝抗氧化酶的活力上升,过氧化氢酶(CAT)与超氧化物歧化酶(SOD)的活性分别在Cd浓度为0.1和0.4mmol·L-1时达最大值;过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)和脂氧合酶(LOX)的活性在Cd浓度为0.2mmol·L-1时达到峰值.而在高Cd浓度处理时,柱状田头菇菌丝抗氧化酶系(POD、CAT、SOD等)显著受到抑制.0.4~1.6mmol·L-1Cd处理可显著提高菌丝体内还原型谷胱甘肽(GSH)水平,却不影响氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量.在整个试验过程中,均未检测到抗坏血酸及抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性.用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析Cd胁迫下柱状田头菇菌丝抗氧化酶的同工酶谱发现,0.1~0.8mmol·L-1Cd处理可诱导过氧化物酶(POD)、酯酶(EST)和脂氧合酶(LOX)新同工酶的表达,提高组成型过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)同工酶的表达强度;1.6mmol·L-1Cd处理显著抑制POD、CAT、SOD等的表达.     

添加外源锌对大杯香菇子实体细胞保护酶活性的影响

摘要：【目的】本实验研究了添加外源锌（Zn）对大杯香菇子实体保护酶活性的影响。【方法】以硫酸锌为外源锌,添加到培养料中,制成0、10、20、30、40、50 mg/kg 6个浓度。采用分光光度法测定大杯香菇子实体超氧化物岐化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、多酚氧化酶（PPO）活性、丙二醛（MDA）含量和可溶性蛋白含量,采用高锰酸钾滴定法过氧化氢酶（CAT）活性。【结果】添加外源 Zn浓度为30 mg/kg处理大杯香菇子实体内可溶性蛋白含量、SOD、POD和CAT活性极显著提高（P＜0.01）,PPO活性极显著减少（P＜0.01）,而MDA含量显著下降（P＜0.05）。随着Zn水平进一步升高,可溶性蛋白含量、SOD、POD和CAT活性呈下降趋势,而MDA含量极显著和显著上升（P＜0.01和P＜0.05）。【结论】高用量的Zn浓度能使大杯香菇子实体中的MDA含量上升,SOD、POD、CAT活性均下降,对保护酶系统有破坏作用,促进自由基的积累,从而导致膜脂过氧化作用的加剧。适宜Zn浓度能提高保护酶的活性,从而抑制了大杯香菇子实体中细胞膜脂过氧化水平,减轻膜伤害。     

二斑叶螨危害对棉花应激防御酶活性的影响

探明二斑叶螨取食对棉花叶片内应激防御性酶活性的影响。在棉苗5-6叶期接种不同数量(10-40头)的二斑叶螨雌成虫,取食1-4 d后采摘不同处理的叶片,利用分光光度计测定过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、脂氧合酶(LOX)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性。结果表明二斑叶螨取食后,棉花叶片CAT活性显著升高,且随诱导时间的延长其活性变化呈先上升后下降的趋势,为害3 d时,10、20、H(每株接棉蚜跟叶螨各40头)头/叶的CAT活性达到最高峰,显著高于对照(P0.05);POD、PAL活性也随诱导时间的延长和螨口数量的增加呈上升趋势,为害4 d时达到最高峰;而PPO、LOX活性随着时间的增加呈现上升后下降趋势,且为害2 d时达到最高峰,仍显著高于对照(P0.05)。棉叶应激防御酶活性随着二斑叶螨为害时间与螨口密度的增加而增加,表明二斑叶螨的危害胁迫能诱导寄主植物产生一系列应激生化反应,不同的酶活性表现有所不同。     

6种防御酶调控植物体应答虫害胁迫机制的研究进展

植物防御体系应对虫害胁迫产生一系列防御性生理生化反应,其中防御酶活性呈现显著变化.本文综述了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、脂氧合酶(LOX)和苯丙氨酸解氨酶(PAL) 6种常见防御酶应对虫害胁迫的机制,解析了6种防御酶的作用机理及其异同.梳理了6种防御酶应对虫害胁迫而相互协调的程序,总结了植物体遭虫害胁迫之后防御酶活性的变化及其与防御酶基因的关联,提出了植物体防御酶机制研究中的重要问题并展望前景.     

意大利蝗和西伯利亚蝗高温耐受能力及酶活性比较研究

【目的】阐明意大利蝗Calliptamus italicus和西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus高温耐受能力及酶活性差异。【方法】以3℃为间隔,将意大利蝗和西伯利亚蝗成虫分别在27~48℃、24~42℃下处理4 h后测定死亡率及POD、SOD和CAT活性值。【结果】27~42℃处理下,意大利蝗存活率显著大于西伯利亚蝗(P<0.05)。雌性意大利蝗的LT50、LT90分别为48.76℃和50.67℃,雄虫则分别为47.90℃和50.53℃;雌性西伯利亚蝗的LT50、LT90分别为39.21℃和42.10℃,雄虫则分别为36.11℃和41.43℃。随着温度升高,雄性意大利蝗和雌、雄西伯利亚蝗体内POD、SOD、CAT活性先升高后降低,雌性意大利蝗体内POD活性则先降低后升高。27~42℃范围内,西伯利亚蝗体内POD和SOD活性值增幅较大,分别达到54.69%、23.54%;意大利蝗体内则以CAT活性值增幅最大,为27.02%。【结论】两种蝗虫耐高温能力存在差异,意大利蝗具有更强的耐热能力。     

镉对灵芝菌丝抗氧化系统的影响

研究了不同浓度镉(Cd) (0、10、50、100、200和400 μmol·L^-1)对灵芝菌丝抗氧化系统的影响.结果表明,随着Cd浓度增加,菌丝鲜质量、脯氨酸、总糖和还原糖含量逐渐下降,非蛋白巯基化合物（NPT）水平逐渐上升,当Cd浓度达到400 μmol·L^-1时,NPT含量急剧上升至对照组的6.7倍.在试验浓度范围内,灵芝菌丝体过氧化物酶（POD）、谷胱甘肽还原酶（GR）和过氧化氢酶（CAT）活性呈显先上升后下降的变化趋势,并均在Cd浓度为100 μmol·L^-1时达峰值;超氧化物歧化酶（SOD）和脂氧合酶（LOX）活性则随着Cd浓度的增加而逐渐上升,在Cd浓度为400 μmol·L^-1时达峰值.采用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析Cd胁迫下灵芝菌丝抗氧化酶的同工酶谱发现,100～400 μmol·L^-1 Cd处理诱导出2条Mn-SOD型同工酶带;10～200 μmol·L^-1 浓度Cd上调组成型CAT、SOD、POD和LOX同工酶的表达强度;而400 μmol·L^-1 Cd的则显著抑制了POD同工酶的表达.