植物几丁质酶的生物功能

几丁质酶(ＥＣ3.2.1.14)是一种能降解几丁质(Ｎ乙酰氨基葡萄糖线性聚物)的糖苷酶。已经发现多种微生物、动物、植物都可产生几丁质酶。就植物而言,几丁质酶不仅存在于被子植物的双子叶植物和单子叶植物,而且也存在于裸子植物及蕨类植物中[1]。在植株中,几丁质酶可分布于根、茎、叶、花器、果实、种子诸器官。种子、根、花器中的几丁质酶含量一般较其它器官高。在正常情况下,植物中几丁质酶活性较低,但经诱导因子诱导,活性会迅速升高。真菌、细菌、病毒的侵染,真菌和植物细胞壁的组成成分,多糖等诱导物,伤害,乙烯,有机分子如水杨酸、氨基酸类…     

几丁质酶与植物防卫反应

几丁质酶广泛存在于自然界,亦普遍存在于高等植物中,但在植物体内,至今尚未发现几丁质酶作用的底物。最近的研究不断发现植物防卫反应诱导表达的基因中包含着编码几丁质酶的基因［１］。许多研究已经表明,几丁质酶在植物体内的诱导与积累,对于增强植物防卫能力发挥着重要作用［２］,而植物自身防卫反应是目前植物分子生物学研究的热点之一。本文将着重介绍几丁质酶的特性、诱导及其参与防卫反应的机制的研究进展     

植物几丁质酶及其在抗真菌病害中的应用

植物几丁质酶的研究是抗真菌基因工程的热点之一。几丁质酶能够水解真菌细胞壁的主要成分几丁质,在植物抗真菌病害反应中发挥重要的作用。介绍了几丁质酶的基本生物学特性、基因的诱导表达,并对植物几丁质酶基因在抗真菌病害基因工程中的应用进行了阐述。     

几丁质酶与植物防卫反应

几柄质酶广泛存在于自然界,亦普遍存在于高等植物中,但在植物体内,至今尚未发现几丁质酶作用的底物。最近的研究不断发现植物防卫反应诱导表达的基因中包含着编码几丁质酶的基因。许多研究已经表明,几丁质酶在植物体内的诱导与积累,对于增强植物防卫能力发挥着重要作用,而植物自身防卫反应是目前植物分子生物学研究的热点之一。     

工程化抗真菌病原体植株

当植物遭受病原真菌的侵袭时常常提高其几丁质酶的生产.此酶可降解存在于许多植物病原真菌而非植物中的几丁质和聚合物.因此通过响应真菌侵袭的植物诱导提高几丁质酶合成认为是植物防御反应的一部分.由此表明,通过引入外源几丁质酶基因可使植物提高对真菌侵袭的抗性.然而,常常很难检测到提高的几丁质酶活性超过植物基础酶活性.     

转几丁质酶基因防植物病害研究：进展,问题与展望

综合评述了近几年转几丁质酶基因防植物研究中的发现与进展：（１）至少３１种病原真菌可诱导植物几丁质酶（２）据称已提纯的植物几丁质酶对立枯丝核菌等真菌呈现了体外抑菌活;     

Bt几丁质酶的基础表达及诱导合成的多态现象

多数微生物可以产生几丁质酶。一般认为几丁质酶基因表达受几丁质的诱导和葡萄糖抑制。但是苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(简称Bt)几丁质酶的诱导表达方式是否与其他微生物相同,至今尚无定论。采用DNS法检测77株Bt在有或无诱导物培养基中的几丁质酶活力。研究了葡萄糖对4株不同表达类型菌株酶活力的影响,以及葡萄糖抑制与几丁质诱导之间的关系。研究发现在无几丁质诱导条件下,全部试验菌株都可以产生几丁质酶,保持一定量的基础表达,说明Bt能组成型合成几丁质酶,不需要诱导。添加诱导物之后,31株菌的酶活力没有任何变化,44株菌有不同程度的提高,但其中绝大部分诱导特性并不典型,酶活力提高不显著。许多Bt菌株几丁质酶表达兼具组成型和诱导型的特点。葡萄糖能够抑制几丁质的诱导作用,但是不能完全抑制Bt菌株几丁质酶的基础表达。比较组成型和诱导型菌株的几丁质酶基因chiA、chiB调节区域核苷酸序列,发现仅存在个别碱基的差异。     

乳突果苗的组织培养及脂氧合酶的诱导

脂氧合酶(LOX)是植物十八碳酸途径中一个很重要的酶,该酶作用的产物在植物生长发育过程以及在植物对环境胁迫反应中起着重要作用。首次建立了萝藦科植物乳突果苗的培养体系,并用仿真菌环境(几丁质)对乳突果组培苗进行刺激诱导,通过LC-ESI-MS检测脂氧合酶反应的产物。粗酶活性鉴定结果显示,经150mg/L几丁质诱导9h的乳突果组培苗产生了9-LOX,该酶可催化亚油酸生成9,10,11-三羟基-12-十八碳烯酸。推测在乳突果组培苗中,几丁质诱导的十八碳酸代谢途径沿着9-LOX方向进行。     

植物中几丁质酶的作用

几丁质酶 (EC3.2 .1.14)是降解几丁质的糖苷酶。很多植物包括草本植物和木本植物都能产生几丁质酶 [1] 。由于几丁质酶在植物抗真菌病害中起着重要的作用 ,因而成为近年抗真菌病害研究的热点之一 [2 ] 。随着对几丁质酶研究的深入 ,发现该酶不仅与抗真菌病害有关 ,而且在植物发育、抗胁迫及共生固氮等方面都发挥着作用。1　参与植物的发育调控植物几丁质酶基因的表达具有组织特异性 ,参与了植物的发育调控 ,尤其在早期胚胎发育过程中。胡萝卜中 ,几丁质酶 EP3 参与控制早期胚胎发育 [3 ] 。在云杉体胚发育中 ,几丁质酶也起到了调控作用。…     

几丁质酶Hevamine的三级结构和催化机理

１．引言几丁质酶存在于各种生物中,有广泛的功能。如含有几丁质酶的细菌可以利用几丁质作为碳源和能量的来源;真菌中的几丁质酶在真菌分裂增殖过程中起着水解细胞壁的作用;在具有几丁质外骨骼的节肢动物中,几丁质酶在其蜕皮过程中发挥着重要作用;植物产生的几丁质酶...     

植物几丁质酶的结构与功能、分类及进化

近年来对几丁质酶的研究越来越深入,资料也愈来愈多,有的植物几丁质酶除具有几丁质酶活性,还具有其它的活性,典型的几丁质酶由－N－端信号区,催化区和C－端延伸区组成,有的还有几丁质结合域,各项能域具有各自的功能,对植物几丁质酶的分类已经过多次改进,目前公认的分成4组9个亚组,有证据表明植物几丁质酶在进化过程中有遗传转座现象,但具有进化过程还有待进一步确证,对几丁质酶与其它一些蛋白的关系的了解有助于理解几丁质酶的起源和进化,由于几丁质酶具有独特的抗真菌特性,因而几丁质酶基因成为目前抗真菌基因工程研究的热之一。     

转几丁质酶基因防植物病害研究:进展、问题与展望

综合评述了近几年转几丁质酶基因防植物病害研究中的发现与进展：（１）至少３１种病原真菌（含变种和专化型）可诱导植物几丁质酶,（２）据称已提纯的植物几丁质酶对立枯丝核菌等真菌呈现了体外抑菌活性;（３）一些生防细菌的防病作用依赖于其几丁质酶基因的存在;（４）数种植物几丁质酶基因和一种细菌几丁质酶基因已被转入水稻、烟草、番茄等植物,一些转基因株系抗病性显著增强;（５）粘质沙雷氏菌的一种几丁质酶基因已被转入荧光假单胞菌和根瘤菌中,转基因细菌对立枯丝核菌有显著抑制作用。就几丁质酶抑菌谱、转基因的策略和研究中存在的疑点进行了分析讨论。建议今后的研究方向应集中在以下几方面：（１）加速转几丁质酶基因或几丁质酶基因与其它基因组合的植物实用化;（２）进一步研究不同基因组合的增效作用及增效机理;（３）查明个别几丁质酶基因的抑菌谱及选择性抑菌机制;（４）转几丁质酶基因或与其它基因的组合于植物内生细菌。     

蚕豆蚜种群动态与蚕豆生理变化的关系

本文以蚕豆和蚕豆蚜构成的人工种间关系系统为对象,研究了蚜虫种群动态和植物生理变化的关系。发现蚕豆生理应激过程能影响蚕豆蚜种群的生殖率、存活率等种群特征,从而调节其种群的动态。蚕豆还能传导放大昆虫种群自主调节的信息。蚜虫种群的适应过程,包括减小种群数量(低生殖率和迁移),降低对植物的胁迫,从而维持种间关系系统的持续发展。本文还初步将植物的生理应激过程与昆虫种群的动态过程相耦联,建立动态模型,对种间关系的发展趋势进行了分析和讨论。     

几丁质酶及其在抗真菌病基因工程中的应用

真菌病是作物减产的主要原因之一。而植物界大量存在具有离体抑制真菌生长增殖能力的蛋白质,相应基因在转基因植株中表达,可使这些植物产生抗真菌能力。几丁质酶就是其中之一,它能催化几丁质（真菌细胞壁的重要成分）水解,从而抑制真菌的生长增殖。随着对其作用机理、生化特性、表达调控的深入研究,几丁质酶基因转化植株显示出很高的抗真菌能力,正日益成为植物真菌病防治的新途径。围绕几丁质酶在抗真菌病基因工程中的应用,本文对几丁质酶的活性底物、分类、生化及诱导表达、协同表达特性,进行了简要、全面的阐述。     

谈谈植物中的几丁质酶

几丁质酶及其底物几丁质均广泛存在于自然界.由于几丁质酶及其降解产物在生物学、医学、化学、农业及环境科学等方面的潜在价值而越来越受到重视.着重介绍了几丁质酶的作用原理,植物的几丁质酶基因,植物中几丁质酶的特性以及几丁质酶在植物中的作用和在转基因植物中的应用.     

组成型表达chi基因的Bt工程菌株构建及其特性

【目的】通过构建能够组成型高效表达几丁质酶的苏云金芽胞杆菌工程菌株,以提高其抑真菌活性。【方法】首先通过PCR扩增获得Bti75菌株chiB全长及系列缺失启动子片段,与本室构建的启动子探测型载体pCB连接,转化Bti75菌株,通过β-半乳糖苷酶活性检测及β-半乳糖苷酶mRNA的Real time-PCR检测,确定了一段长度为190 bp的组成型高效表达启动子。将这一启动子分别与Bti75自身几丁质酶基因chiA以及地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)的几丁质酶基因chiMY连接构建了组成型高效表达的工程菌株Bti75(pDA)和Bti75(pDM)。应用几丁质酶酶活检测、SDS-PAGE及酶谱分析检测了工程菌几丁质酶的表达情况。最后,通过检测工程菌发酵粗酶液对真菌孢子萌发和菌丝生长的影响,评估了工程菌对3种植物病原真菌的抗真菌活性。【结果】在没有诱导物存在的情况下,Bti75(pBPΔ7)菌株表达的β-半乳糖苷酶酶活和β-半乳糖苷酶mRNA的转录量分别是Bti75(pBP)菌株的7倍和2.5倍左右。在没有几丁质诱导的情况下,与野生株Bti75相比,工程菌株Bti75(pDA)和Bti75(pDM)的几丁质酶活性均提高了3.5倍左右。SDS-PAGE及酶谱分析证明目的几丁质酶在非诱导条件下达到组成型高效表达,抑真菌实验显示工程菌Bti75(pDA)和Bti75(pDM)抑制3种植物病原真菌的活性明显提高。【结论】发现190 bp的缺失启动子能够组成型高效表达不同来源的几丁质酶,无需诱导物的诱导,工程菌株就能展现良好的抗真菌能力。     

植物几丁质酶的基因工程与分子生物学研究进展

植物几丁质酶具有广泛的生理活性,尤其在植物的抗病性方面具有重要作用,因而植物几丁喷酶基因工程或为目前抗真菌基因工程研究的热点。本介绍了植物几丁质酶基因结构的研究进展,综述了植物几丁质酶基因工程和微生物产几丁质酶转入植物的基因工程研究成果,概述了植物几丁质酶分子比较和分子进化研究,并展望了植物几丁质酶基因工程的应用前景。     

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。     

植物几丁质酶的结构、基因及其表达

植物几丁质酶按其蛋白氨基酸序列结构特征及同源性可分为六类,即：ＣｌａｓｓＩ－Ⅵ。ＣｌａｓＩ在蛋白氨基酸结构上包括三个功能区域,Ｎ－端是富含半胱氨酸的几丁质结合区,约４０个氨基酸;Ｃ－端是酶的催化区,也是酶的主要功能区域,约３００个氨基酸;二者通过一个多变的交联区连接在一起。ＣｌａｓｓⅡ仅具有类似于ＣｌａｓｓⅠ的酶催化区域,而没有几丁质结合区和交联区。ＣｌａｓｓⅢ几丁质酶在氨基酸序列上与ＣｌａｓｓⅠ和Ⅱ没有任何同源性,其中有些具有几丁质酶和溶菌酶双重活性。ＣｌａｓｓⅣ类似于ＣｌａｓｓⅠ,只是在几丁质结合区和催化区缺失了少数氨基酸。ＣｌａｓｓＶ类似于ＣｌａｓｓⅠ,但具有两个重复的几丁质结合区。ＣｌａｓＶＩ与前五类几丁质酶无同源性,但与微生物几丁质酶有同源性。所有的植物几丁质酶都是由一个小的多基因族编码的,一般基因中有二个内含子,都位于催化区内。几丁质酶的表达受病原物和植物激素的诱导而表达,也与植物的发育有关。通过转几丁质酶基因的工程植株分析几丁质酶基因的启动子,已鉴定出负责几丁质酶表达的调控序列。     

植物几丁质酶的研究进展

几丁质酶是植物抗真菌基因工程的热点之一。本文叙述了植物几丁质酶的特性、结构和功能、基因结构;按最新资料对以前的植物几丁质酶的分类系统进行了完善;概述了几丁质酶的分子进化的各家观点及其模型,并归纳了植物几丁质酶的生物学作用 。