寡糖诱导植物抗病性研究进展

寡糖在植物中可作为早期信息分子,激活植物防御系统,诱导植物产生抗病性。综述近年来对寡糖激发子受体、信号转导、基因表达等方面的研究进展。     

植物病原菌的激发子受体

植物病原菌激发子的受体是植物受体研究的一个新领域。本文分别从来自植物病原菌的寡糖、糖肽和糖蛋白、多肽和蛋白３类激发子受体的研究现状出发,介绍了植物病原菌激发子受体研究的最新进展,并讨论了寄主植物抗病基因编码产物作为病原菌无毒基因编码产物专化性受体的可能性。     

生物源蛋白激发子的研究进展

生物源蛋白激发子是一类能诱导植物产生防卫反应的特殊化合物,主要来源于病原微生物、其他微生物及寄主植物或由寄主-病原物互作后产生。病原微生物或其他微生物产生的激发子包括真菌的β-葡聚糖、糖蛋白、脂类物质和其他细胞壁组分;由寄主植物产生的激发子主要是细胞壁组分中的寡糖物质,如寡聚半乳糖醛酸和木聚糖片段;寄主-病原物互作后产生的激发子主要是互作过程中酶对寄主和病原物细胞组分修饰后产生的。生物源蛋白激发子与寄主植物作用后,通过一系列信号传导,诱导寄主植物产生乙烯、植保素、水杨酸、茉莉酸、病程相关蛋白等,导致植物中多种防卫反应的发生,从而可以控制病害的发展和传播,在农业生产上能够起到减少病虫危害达到增产的目的。近年来,人们对激发子的研究非常广泛,生物源蛋白激发子在生物防治中的作用也日益受到学者们的重视。该文就生物源蛋白激发子的种类:Harpin蛋白、Nep1-like蛋白家族、RXLR蛋白家族、Elicitins及其各类型激发子的功能、信号传导和作用机制的研究进展情况和在农业中的应用进行了综述,并提出了生物源蛋白激发子将来在农业生产中对病害防治方面的展望。     

褐藻胶寡糖提高小麦抗旱能力的初步研究

由褐藻胶多糖降解的褐藻胶寡糖(Alginate oligosaccharides,AOS)是一种潜在的植物激发子。本文对褐藻胶寡糖提高小麦抗旱能力进行初步探讨。采用水培试验,利用20%聚乙二醇-6000模拟干旱胁迫,小麦生长被严重抑制。外源施加褐藻胶寡糖的小麦处理组与胁迫处理组相比,苗长、根长、鲜重和相对水含量分别增加了17.9%、26.2%、43.1%和32.7%。此外,褐藻胶寡糖处理组小麦抗氧化酶活性明显增强,且丙二醛(MDA)含量减少了37.9%。ABA信号通路中参与抗旱胁迫响应基因,如胚胎晚期丰度蛋白基因(LEA1)、蔗糖非发酵1-相关蛋白激酶基因(SnRK2)、9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶基因(NCED),均被外源褐藻胶寡糖上调表达。褐藻胶寡糖可能参与了ABA依赖性信号通路,缓解干旱对小麦的胁迫作用,增强小麦抗旱能力。     

激发子与植物抗病信号转导

着重对激发子在植物抗病信号转导中的作用,包括激发子的类型、激发子结合蛋白的存在与防御反应信号转导的药理学研究,以及抗病基因与激发子受体的关系等方面做了介绍。     

一氧化氮与激发子诱导的植物抗病防卫反应

来源于真菌或植物细胞壁的激发子可以诱导植物的抗性反应。一系列的信号分子,如一氧化氮、活性氧、茉莉酸、水杨酸、乙烯等都参与了激发子诱导的植物抗性反应。它们在介导激发子刺激诱发胞内抗性反应的过程中起着重要的作用。本文介绍了激发子的种类,并简述了激发了受体以及植物细胞对激发子刺激的感受与传递;重点介绍了一氧化氮在激发子诱导植物抗性反应过程中的作用,以及它与其他信号分子之间相互关系的研究进展。     

石斛小菇促进天麻种子萌发的转录组研究

天麻Gastrodia elata种子细小而无胚乳,自然条件下需要石斛小菇Mycena dendrobii等真菌共生来完成种子萌发和生长。为了探讨天麻种子接菌萌发过程中的基因表达变化,本研究利用高通量RNA测序技术,对共生真菌石斛小菇、天麻成熟种子以及接菌萌发后的天麻原球茎进行比较分析,共获得42 263条注释unigenes,并筛选到5 409条差异表达基因。GO分析表明,差异表达基因主要参与代谢、离子结合等生物学通路中。KEGG功能富集分析结果表明,差异基因参与了植物激素信号传导、碳代谢、苯丙素生物合成、淀粉与蔗糖代谢以及氨基酸生物合成中。真菌和植物细胞壁多糖经降解产生的寡糖激发子,可以诱导宿主产生多种防御反应,参与到宿主与真菌互作中。在共生萌发过程中,真菌细胞壁降解相关基因的表达显著提高,如几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶基因表达甚至上调了20倍之多。此外,植物细胞壁木聚糖酶和果胶酶基因表达显著升高。这类基因表达可释放寡糖激发子,在天麻种子对石斛小菇的防御过程中起到重要的作用。本文全面分析天麻种子接菌萌发前后基因表达变化,为进一步研究天麻重要功能基因的功能鉴定提供基础。     

紫菜腐霉激发子基因家族特征及其在感染过程中的作用

[背景]激发子(elicitin)是卵菌(Oomycetes)疫霉和腐霉分泌的可诱发宿主产生免疫反应的小分子化合物.[目的]鉴定紫菜腐霉激发子基因家族,分析其结构特征和在感染宿主过程中可能的作用机制.[方法]运用同源比对法筛查紫菜腐霉NBRC33253基因组中激发子基因家族成员,利用生物信息学工具分析激发子家族的理化性...     

植物β-1,3-葡聚糖酶及其基因

β 1 ,3 葡聚糖酶属PR 2类蛋白 ,能催化真菌细胞壁的重要成分-β 1 ,3 葡聚糖和 β 1 ,3 1 ,6 葡聚糖的水解 ,水解的寡糖产物是植物防御反应的重要激发子。β 1 ,3 葡聚糖酶在植物抵抗真菌病害中发挥着不可忽视的作用 ,关于 β 1 ,3 葡聚糖酶特别是其作用机制和基因表达调控的研究取得了突出进展。β 1 ,3 葡聚糖酶基因和其它抗病相关基因的综合利用将成为植物抗真菌基因工程的有效途径。     

真菌激发子对提高蛹虫草虫草菌素的作用*

研究了不同真菌激发子菌株对提高蛹虫草生物量和虫草菌素含量的影响,其中一株疫霉(Phytophthora sp.)YL提高虫草菌素含量比对照高4倍。机械研磨和80℃高温细胞自溶相结合制备的真菌激发子诱导效果最佳。同一激发子不同浓度对虫草素的诱导实验表明, 80mg/ml浓度碳水化合物的真菌激发子诱导蛹虫草产生虫草菌素效果最明显。