水杨酸和黄萎病菌毒素处理棉花愈伤组织使β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性增加

不同品种棉花(Gossypium hirsutum L.)愈伤组织对黄萎病菌毒素粗提物的抗性与体内β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性水平有关.在毒素处理下,抗性品种比感性品种酶活性增加的幅度大、时间早.外源水杨酸(SA)处理后,棉花愈伤组织中的β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性增加.抗β-1,3-葡聚糖酶多克隆抗体与28 kD的蛋白条带有免疫交叉反应,毒素、SA、毒素+SA均能诱导该蛋白条带出现.     

甜菜几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性与其对丛根病抗性的关系

应用比较生理学方法,以抗丛根病(rhizomania)性不同的4个甜菜品种为材料,研究了丛根病地和无丛根病地上抗、感病品种的几丁质酶(chitinase)和β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase)活性与甜菜抗丛根病的关系.抗病品种在病地和无病地上皆比感病品种具有较高的几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性,表明这两种酶与甜菜抗丛根病性有关;另外,病地上两种酶的活性均不同程度地高于无病地上,是病原物侵染诱导抗性的表现.     

毛头鬼伞多糖对烟草酶活性和同工酶谱的影响

分析了毛头鬼伞(Coprinus comatus)真菌多糖诱导烟草对烟草花叶病毒(TMV)抗性过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶、-β1,3-葡聚糖酶活性的变化。结果表明,毛头鬼伞多糖可提高POD、PPO、PAL、几丁质酶和-β1,3-葡聚糖酶的活性,接种TMV后毛头鬼伞多糖处理的烟草酶活性显著高于不处理者。上述结果提示,毛头鬼伞多糖处理后烟草酶活性的增强可能与其诱导烟草获得抗性有关。     

几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶基因研究进展

几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶是重要的水解酶,实践证明,转几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶基因植物能比较有效地抵抗真菌侵染。本综述了几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶结构分类、抗真菌机理．及其近年来在抗黄曲霉病研究中的应嗣研究,并对今后的研究及应用进行了预测。     

发根农杆菌介导几丁质酶基因和β-1,3-葡聚糖酶基因转化烟草的研究

用冻融法和三亲交配法将具有几丁质酶基因、β—1,3—葡聚糖酶基因和卡那霉素抗性标记基因的质牲pBLGC导入具有Ri质粒的发根农杆菌中。用叶盘法转化烟草的三个品种,经Kan抗性筛选获得126株再生植株,对119株再生植株分别以启动子CaMV35S、几丁质酶基因和β—1,3—葡聚糖酶基因的引物进行PCR检测,其中几丁质酶基因至阳性的植株有72株,β—1,3—葡聚糖酶基因至阳性的有47株,具有几丁质酶基因和β—1,3—葡聚糖酶基因的植株有36株。对转化的24株转基因经PCR-Southern杂交,结果均至阳性。实验结果表明,外源基因的转化频率与植物品种、外源基因片段的大小有关,几丁质酶基因和β—1,3—葡聚糖酶基因分别或共同整合到植物基因组中。     

BTH对小麦叶片防卫相关酶的系统诱导作用

用0.4 mmol/L的苯并噻二唑(BTH)溶液处理小麦幼苗第1叶和第2叶2 d后接种白粉菌,比色法测定第3叶接种前后过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性,结果表明BTH处理或接种均可使这4种酶活性升高。BTH诱导酶活性的系统增强与小麦对白粉病的诱导抗性密切相关。     

寡糖对向日葵叶片细胞病程相关蛋白及细胞壁物质的诱导作用

用寡糖对向日葵叶片进行喷雾,研究了该寡糖对向日葵叶片细胞内几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶2种病程相关蛋白(PRs蛋白)以及木质素、富含羟脯氨酸蛋白(HRGP)2种细胞壁物质含量的影响.结果表明,经寡糖处理后,向日葵叶片中β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性均升高,最高值分别比同期CK增加36.38%和6.35%;木质素及HRGP含量也诱导增加,最高值分别比同期CK显著增加39.15%和47.13%.在寡糖处理后接种病原菌的向日葵叶片中,β-1,3-葡聚糖酶及细胞壁物质被诱导合成,且合成量均较单独寡糖处理与单独接种锈菌处理要高.研究发现,诱导向日葵幼苗叶片的几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶活性增强和细胞壁木质素、HRGP含量增加,可能是寡糖预处理增强向日葵抗锈性的内在机制.     

香蕉采后炭疽病发生与几丁酶、β-1,3-葡聚糖酶和多巴胺的关系

几丁酶、β－1,3-葡聚糖酶随着香蕉术后炭疽病的发展过程,活性逐渐增加;但当果实出现明显病害症状时活性略有下降。施保功处理在抑制香蕉采后炭疽病发生的同时也抑制了芭蕉炭疽菌可能诱导的几丁酶和β-1,3-葡聚糖酶活性的增加。多巴胺在香蕉采收时含量较高,但随着炭疽病的发生明显下降。对“黑油身”和“63－1”两个不同抗病品种分析表明,前者几丁酶和β－1,3-葡聚糖酶活性和多巴胺含量较高与其较强的抗病性相一致。     

β-1,3-葡聚糖酶在植物抗真菌病基因工程中的研究进展

β-1,3-葡聚糖酶是植物抗真菌病的重要抗性物质之一,植物β-1,3-葡聚糖酶可由病原物(如Mg)、化学因子(如水杨酸、乙烯、赤霉素)或物理因子(如紫外线照射、机械损伤)等多种生物因子和非生物因子诱导产生.将外源β-1,3-葡聚糖酶基因导入植物,可提高植物的抗真菌病害的能力;而将β-1,3-葡聚糖酶基因与其他防卫蛋白基因同时导入植物,将更大程度的提高植物的抗真菌病能力,是植物抗真菌病防治的有效新途径.文章中主要对β-1,3-葡聚糖酶的生物学特性、植物β-1,3-葡聚糖酶基因在转基因植株中的独立表达及其与其他抗真菌病基因的协同表达等进行了综述.     

转β-1,3-葡聚糖酶基因和几丁质酶基因棉花

为了提高棉花的抗枯、黄萎病的能力,用花粉管通道法,将烟草β-1,3-葡聚糖酶基因和菜豆几丁质酶基因导入棉花,获得了抗卡那霉素的转化植株。经PCR、PCR－Southern Blot检测,证明两种基因已插入到棉花基因组中。     

小麦叶片β-1,3-葡聚糖酶的诱导、纯化与抗菌活性

三个小麦品种331、抗倒680和鲁麦23经氯化汞、水杨酸或核黄素处理后,叶片中的β-1,3-葡聚糖酶活性均有不同程度的升高.氯化汞处理24h对品种331该酶活性的诱导作用最强.因此取用氯化汞处理24 h的331小麦叶片研磨得到粗酶液.将粗酶液经硫酸铵分级沉淀、Phenyl-Sepharose Fast Flow疏水层析、DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换层析和Sephacryl S-100分子筛层析,得到了SDS-PAGE凝胶电泳谱带单一的β-1,3-葡聚糖酶样品.经SDS-PAGE(12%)和凝胶过滤层析,测得其分子量约为52.0～53.6 kD.抗菌试验测定显示,纯化的β-1,3-葡聚糖酶对供试的4种病原真菌的生长、孢子萌发或芽管伸长都有一定程度的抑制作用.     

细菌β-1,3-1,4-葡聚糖酶分子改造和表达策略

β-1,3-1,4-葡聚糖酶作为一种饲料和食品添加剂有着广泛用途。迄今在杆菌、梭菌、瘤胃细菌、真菌、高等植物中都发现了β-1,3-1,4-葡聚糖酶。综述了细菌来源β-1,3-1,4-葡聚糖酶的性质、结构、分子改造与表达研究进展。     

花生β-1,3-葡聚糖酶基因启动子的克隆及功能分析

植物β-1,3-葡聚糖酶属于一种重要的植物病程相关蛋白（PR蛋白）,容易受到激发子的诱导而积累。用1.5 mmol/L水杨酸 （Salicylic Acid,,SA）对花生品种花育20号幼苗进行诱导处理,提取RNA利用 Real-time PCR技术检测β-1,3-葡聚糖酶基因的表达量。结果表明经诱导后24h,β-1,3-葡聚糖酶基因的表达量达到最高,是未经SA诱导的1.8倍。根据花生β-1,3-葡聚糖酶基因 cDNA序列（GenBank JQ801335）设计三个嵌套的5＇端特异引物,以花育20号基因组DNA为模板,利用TAIL-PCR方法扩增得到973bp的花生β-1,3-葡聚糖酶基因上游启动子片段, ,命名为Ah-Glu-Pro,,在NCBI网站注册序列号为GenBank KC290400。PLACE 和 PlantCARE 启动子在线预测分析表明,Ah-Glu-Pro序列中含有TATA-box和CAAT-box等核心元件,还含有病原菌及SA响应的顺式调控元件。根据Ah-Glu-Pro序列设计上下游引物,采用普通PCR法从花育20号基因组中扩增得到931bp的启动子序列,命名为Ah-Glu-P。将Ah-Glu-P取代pCAMBIA1301质粒中的CaMV35S启动子,构建植物表达载体 pCAMBIA1301-Ah-Glu-P。通过农杆菌介导法将 pCAMBIA1301-Ah-Glu-P 转化洋葱表皮细胞,经5.0 mmol/L SA诱导处理48h后进行GUS染色。结果表明：经SA诱导后的洋葱表皮细胞GUS染色显示为蓝色,未经诱导的洋葱表皮细胞GUS染色未显示蓝色,说明Ah-Glu-P是一个诱导型的启动子,可能含有对SA响应的顺式调控元件。     

白菜型冬油菜β-1,3-葡聚糖酶基因在低温胁迫下的表达

为探明β-1,3-葡聚糖酶基因(β-1,3-glucanase)对油菜(Brassica campestris)抵御低温胁迫能力的作用,通过蛋白质谱分析得到β-1,3-葡聚糖酶蛋白,采用RT-PCR技术克隆白菜型冬油菜(B.rapa)陇油6号和天油4号β-1,3-葡聚糖酶的c DNA序列;并对该序列进行生物信息学分析;进而采用实时荧光定量PCR及半定量PCR检测β-1,3-葡聚糖酶基因在低温胁迫下的表达模式。结果获得长度为1 032 bp的陇油6号β-1,3-葡聚糖酶基因开放阅读框,编码343个氨基酸,相对分子量为38.102k Da,理论等电点为6.63,其与菜心(B.rapa subsp.chinensis)和甘蓝型油菜(B.napus)的蛋白质氨基酸序列同源性高达93.94%。该基因编码的酶是一个主要由α-螺旋组成的亲水性稳定蛋白,含有1个信号肽,存在2个跨膜结构域。该基因在进化上高度保守,其保守序列属于植物的糖基水解酶家族17特有的保守结构域。β-1,3-葡聚糖酶基因表达模式分析显示,4°C时该基因上调表达,继续低温(–4°C)胁迫处理,该基因上调表达至峰值,至–8°C时其表达下调。研究表明从白菜型冬油菜中克隆的β-1,3-glucanase在冬油菜品种陇油6号抗寒过程中发挥作用。     

AM真菌和胞囊线虫对大豆根内酶活性的影响*

将‘鲁豆4号’大豆接种丛枝菌根(AM)真菌聚生球囊霉Glomus fasiculatum和大豆胞囊线虫(SCN)Heterodera glycines 4号生理小种后, 定期测定大豆根系中AM真菌及线虫侵染速率、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β-1,3葡聚糖酶及几丁质酶活性的动态变化。结果表明, 接种AM真菌大豆根系中4种酶活性高于对照水平; 先接种AM真菌后接种SCN处理根系中POD、PAL及几丁质酶的活性高于只接种SCN的处理,并且酶活性峰值出现的时间均早于或相当于后者。另外,PAL及几丁质酶活性出现高峰时期也正是AM真菌侵染率迅速升高及线虫侵染速率快速下降期。因此,AM真菌先激活了大豆的防御反应,然后使其对SCN的侵染产生快速反应,PAL及几丁质酶在AM真菌诱导的抗、耐线虫病害机制中起重要作用。值得注意的是,先接种AM真菌后接种SCN处理大豆根系中,β-1,3葡聚糖酶活性低于只接种AM真菌的处理。作者认为本试验条件下,该酶在大豆抗SCN病害中的作用表现不明显。     

AM真菌和胞囊线虫对大豆根内酶活性的影响

将‘鲁豆4号’大豆接种丛枝菌根(AM)真菌聚生球囊霉Glomus fasiculatum和大豆胞囊线虫(SCN)Heterodera glycines 4号生理小种后, 定期测定大豆根系中AM真菌及线虫侵染速率、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β-1,3葡聚糖酶及几丁质酶活性的动态变化。结果表明, 接种AM真菌大豆根系中4种酶活性高于对照水平; 先接种AM真菌后接种SCN处理根系中POD、PAL及几丁质酶的活性高于只接种SCN的处理,并且酶活性峰值出现的时间均早于或相当于后者。另外,PAL及几丁质酶活性出现高峰时期也正是AM真菌侵染率迅速升高及线虫侵染速率快速下降期。因此,AM真菌先激活了大豆的防御反应,然后使其对SCN的侵染产生快速反应,PAL及几丁质酶在AM真菌诱导的抗、耐线虫病害机制中起重要作用。值得注意的是,先接种AM真菌后接种SCN处理大豆根系中,β-1,3葡聚糖酶活性低于只接种AM真菌的处理。作者认为本试验条件下,该酶在大豆抗SCN病害中的作用表现不明显。     

枯草芽孢杆菌SC2-4-1葡聚糖酶基因gluB的克隆及序列分析

β-1,3-1,4-葡聚糖酶活性检测结果表明,从辣椒根际筛选的拮抗菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)SC2-4-1能产生β-1,3-1,4-葡聚糖酶.以菌株SC2-4-1的基因组DNA为模板,用PCR方法克隆了该菌的葡聚糖酶基因gluB,其开放阅读框为711bp,编码237个氨基酸.Blast分析,该序列与已报道的多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)ATCC 842的β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因gluB相似性为85%.所得基因序列的系统发育分析显示,该基因属于β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因.DNAMAN软件比对,所得葡聚糖酶氨基酸序列具有催化裂解β-1,3-和β-1,4-糖苷键的葡聚糖酶活性位点.     

番茄感染TMV诱导的β-1,3-葡聚糖酶的纯化和性质

番茄系统感染TMV诱导对胞外β—1,3—葡聚糖酶活性升高。番茄叶胞外提取液经冰冻干燥浓缩、-20℃丙酮沉淀、CM-Sephadex C-25离子交换层析和PBE 94聚焦层析纯化,获得PAGE和SDS-PAGE均一的β—1,3—葡聚糖酶。测得该酶的分子量为22kD;以昆布多糖为底物,该酶的最适pH5.4,最适温度30～40℃;K_m和V_(max)值分别为5.64mg/ml和 0.328nmol/s。在感染TMV的番茄叶中,β—1,3—葡聚糖酶活力大部分位于胞外,它是番茄叶胞外提取液中主要的病原相关蛋白。     

诱抗处理对甜瓜叶片防卫酶活性的影响

以黄河蜜幼苗为材料,分析了化学诱导物处理后甜瓜叶片中几丁质酶(CHI)、β-1,3葡聚糖酶(GLU)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)活性的变化.结果显示:经5种化学诱导物处理后,甜瓜叶片PAL活性快速增加,于处理后第6天出现活性高峰;苯丙噻二唑(BTH)、水杨酸(SA)、草酸(OAA)和硅酸钠(Na2SiO3)处理后GLU活性变化与PAL相似,PPO活性在测定期内持续升高;磷酸氢二钾(K2HPO4)处理对GLU和PPO活性无明显影响;SA处理后叶片CHI活性明显升高,其它诱导物处理对CHI活性无明显影响.结果表明,防卫酶(特别是GLU和PPO)活性表达增强是BTH、OAA、SA和Na2SiO3等诱导物处理系统诱导甜瓜幼苗白粉病抗性增强的重要生化机制.     

生防木霉菌β-1,3-葡聚糖酶活性研究

通过采取还原糖法对生防木霉菌真菌2号和真菌4号菌株在不同发酵时间产β-1,3-葡聚糖酶活性进行测定,对其产β-1,3-葡聚糖酶特性进行初步研究。结果表明,同一菌株在不同发酵时间β-1,3-葡聚糖酶活性大小变化的趋势大致相同,并均在培养72 h时β-1,3-葡聚糖酶活性达到最大,在相同发酵时间,真菌2号菌株比真菌4号菌株的β-1,3-葡聚糖酶活性要高。