PGIP在植物抗病方面的研究进展

至今为止,已在２０多种植物体内发现了多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（ＰＧＩＰ）。这类蛋白质主要集中于细胞壁和内膜系统,但在不同生长时间、不同品种及不同器官中其含量是不一样的,研究表明这种差异与植物的抗性强弱有着密切关系。ＰＧＩＰ是病原真菌分泌的ｅｎｄｏ－ＰＧ的抑制剂,因此能延缓病原真菌对植物细胞壁的降解。来自菜豆和小平的实验证明表明病原真菌侵染植株能诱导ｐｇｉｐ基因高水平转录、表达,但ｐｇｉｐ基因家族对     

通过苜蓿愈伤组织生产植物病害防御蛋白

真菌病原体借助于能降解细胞壁多糖的多聚半乳糖醛酸酶(PG)而侵袭植物。为了抵御病原体的侵害,一些植物组织含有能抑制细胞壁降解生物的PG活性的蛋白(PGIP)。有关PGIP的研究很少,因为,可从植物组织中纯化出来的这种物质有限。     

Endo-PG诱导培养小麦细胞PGIP产生的研究

内切多聚半乳糖醛酸酶（endo-polygalacturonase,endo-PG）是待异水解细胞壁成分多聚半乳糖醛酸的酶,水解产生的10～13个糖基的寡聚半乳糖醛酸片段是活性诱导因子,激活植物自身防御系统．我们已研究发现单子叶植物小麦中存在多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（polygalacturonaseinhibitingprotein,PGIP）,并已将其分离纯化,对其性质作了初步研究[1,2]文献报导[3]PGIP是在未分化的细胞中合成的．本文报导在悬浮培养的小麦细胞中加入Endo-PG观察其PGIP的生成,比较赤霉病的高抗品种与低抗品种中PGIP的合成情况,探讨PGIP与植物防御作…     

木霉菌防治植物真菌病害研究进展

木霉菌是一种重要的植物病害生防因子,尤其在防治植物病原真菌病害中一直受到极大的关注。木霉菌依靠其菌株在包括趋向生长、识别、接触、缠绕与穿透等步骤的真菌寄生过程中分泌产生的几丁质酶、葡聚糖酶、纤维素酶、蛋白酶等一系列细胞壁降解酶,进行重寄生作用,拮抗其他植物病原菌,行使其生防功能。我们简要概述了木霉菌的种类、拮抗对象、抑菌机制、诱导抗性、促生作用、基于分子生物学的转基因工程研究,以及木霉菌在植物病原真菌生物防治中的应用。     

局部力学刺激对黄瓜系统抗病性的诱导

病原真菌在侵入植物细胞过程中,除了分泌化学物质外还通过物理挤压细胞产生力学作用.用压应力作为力学信号,研究了局部力学刺激对黄瓜系统抗病性的诱导.结果表明,力学刺激可以诱导黄瓜系统抗病性的产生.当细胞壁与质膜间的黏附被Arg-Gly-Asp(RGD)阻断后,力学刺激对黄瓜系统抗病性的诱导几乎完全被减除.通过薄层色谱和液相色谱分析,发现力学刺激可以使植保素含量明显增加.这表明黄瓜植保素的积累可能是力学刺激诱导其产生抗性的原因之一.而细胞壁与质膜间的黏附被RGD阻断后,力学刺激只能诱导植保素的部分积累.即力学刺激对植保素积累的诱导依赖于细胞膜与细胞壁间的黏附.     

丛枝菌根真菌诱导植物产生酚类物质的研究进展

酚类物质是植物体内重要的次生代谢产物,对病原微生物的侵袭有很好的防御作用。AM真菌能够诱导植物的酚类物质合成,而且这种诱导既是原位的、也是系统的,相关研究已有大量报道。本文对AM真菌原位和系统诱导酚类物质进行了论述,并对系统诱导过程中可能的信号分子(SA、H2O2)进行了评述,最后提出了AM真菌系统诱导酚类物质产生的可能作用机理,进一步明确后续工作中的研究方向。     

真菌多聚半乳糖醛酸酶研究进展

真菌多聚半乳糖醛酸酶是降解植物细胞壁果胶的主要降解酶之一,是植物病原真菌的致病因子之一。文中对真菌多聚半乳糖醛酸酶及其序列特征、多聚半乳糖醛酸酶的基因及其序列特征、多聚半乳糖醛酸酶的表达调控以及与病原真菌致病力之间的关系等方面进行了综述。     

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.     

植物病原真菌广谱拮抗菌的筛选鉴定及发酵条件初步研究

通过对峙培养法筛选到对8种植物病原真菌具有拮抗作用的芽孢杆菌菌株,通过测量10-30℃下的抑菌圈直径发现AFB037菌株在不同温度下抑菌效果最好。通过表型和16S rDNA序列分析将AFB037菌株鉴定为多粘类芽孢杆菌。AFB037菌株抗菌成分的产生需要真菌菌体成分的诱导,提示其有效成分可能为细胞壁降解酶类。     

胡萝卜抗冻蛋白失去PGIP家族抑制多聚半乳糖醛酸酶的活性

含有LRR基序的胡萝卜抗冻蛋白虽然具有抗冻活性,但却属于植物PGIP家族。胡萝卜抗冻蛋白虽然在氨基酸序列上属于PGIP家族,但却失去了抑制外源真菌的PGase活性,并且获得了一个重要的活性——抑制冰晶的生长和重结晶。胡萝卜抗冻蛋白的这种活性的变化一直被认为是由于植物自身长期进化的结果,并认为最初的DcAFP也应当具有抑制PGase的活性。采用酵母双杂交来分析DcAFP是否还拥有PGIP的活性。通过RT-PCR克隆了真菌互格链格孢（Alternaria alternata）的PGase的cDNA,然后分别将PGase与DcAFP的完整编码框构建成酵母双杂交的捕获质粒和诱饵质粒,经过预实验表明两者都不能产生自激活作用,酵母双杂交实验表明两者不能产生相互作用,说明DcAFP完全失去了抑制PGase的活性,这种活性的丢失是由于位于6-螺旋上凹面的LRR基序中非保守的氨基酸残基发生了大量的碱性氨基酸的取代,导致结合的凹面从负电荷富集区变成了正电荷表面,从而不能通过静电作用与PGase的正电荷表面相结合。     

Polygalacturonase inhibiting protein in plant cell walls

Polygalacturonase inhibiting protein (PGIP) is localized in plant cell walls and plays an important role both in pectic substance metabolism and in prevention of the penetration of phytopathogenic microorganisms. Apparently, PGIP is responsible for the specificity of cell--cell interactions during pollination or inoculation by fungi nonpathogenic for the particular plant. PGIPs from different plants share a basic common structure. They are rather thermostable glycoproteins enriched with leucine and contain about 20% carbohydrates; the molecular weight varies between 37-54 kD. The synthesis of PGIP is encoded by one gene, and its expression is stimulated by injury and fungal infection. The resistance of plant tissues to infection frequently correlates with PGIP expression and with inhibiting action on fungal PG. Thus, PGIP is believed to be useful for gene engineering to obtain transgenic plants resistant to fungal infection or retaining commercial value during storage.     

水稻二化螟内共生菌杀雄菌属和沃尔巴克氏体的检测与分析

应用杀雄菌属(Arsenophonus)23S rDNA基因和沃尔巴克氏体(Wolbachia) wsp基因的特异引物,通过PCR扩增的方法对我国20个水稻二化螟地理种群感染两类内共生菌的情况进行了检测.结果表明: 我国水稻二化螟不同地理种群的Arsenophonus和Wolbachia感染率不一致,哈尔滨、惠水、吉林、南阳和扬州5个地理种群的Arsenophonus感染率为5.0%～50.0%;汉中、南宁和扬州3个地理种群的Wolbachia感染率为25.0%～40.0%,其他地理种群中没有检测到这两种共生菌的存在.水稻二化螟不同地理种群感染的Arsenophonus 23S rDNA基因序列完全一致,将该基因株型命名为csArs.但所检测到的Wolbachia wsp基因序列不一致,分别为wChisup1、wChisup5和wChisup6,其中wChisup1属于A群,其他属于B群.这说明水稻二化螟感染的Arsenophonus为同一株型,而感染的Wolbachia株型较为复杂.通过构建系统发育树发现,水稻二化螟体内的Arsenophonus23S rDNA基因和Wolbachia wsp基因与其他物种体内相关序列完全一致或高度相似.     

Purification and molecular characterization of a soybean polygalacturonase-inhibiting protein

A polygalacturonase-inhibiting protein (PGIP) was detected in soybean (Glycine max (L.) Merr.) seedlings. The protein was purified from germinating seeds and appeared to consist of at least three components with very close molecular weights (between 37 and 40 kDa) but each showing a unique N-terminal sequence. Primers specific for N-terminal and C-terminal nucleotide sequences of field bean (Phaseolus vulgaris L.) PGIP were used in a polymerase chain reaction (PCR) on soybean DNA, and only one amplification band was obtained. The amplified product was cloned and one of the PCR clones was sequenced. The nucleotide sequence comprises 942 bp with a single open reading frame which encodes a polypeptide of 313 amino-acid residues with a predicted molecular weight of 33984 Daltons and an isoelectric point of 8.21. Analysis of genome organization showed a single gene copy of PGIP with few related sequences, and wounding of soybean hypocotyls showed a strong induction of expression of the PGIP gene. The PGIP showed different activities toward three purified fungal endo-polygalacturonases (endo-PGs) (two endoPGs from Sclerotinia sclerotiorum and one endo-PG from Aspergillus niger). A possible involvement of soybean PGIP in plant defence against fungal pathogens is discussed.     

红豆杉科及相关类群rbc L基因PCR-RFLP分析

运用RFLP方法对红豆杉科及相关类群14种植物叶绿体rbcL基因PCR产物进行限制酶酶切分析,共获29个酶切变异位点。采用PHYLIP 软件包对限制位点变异数据进行极大简约法分析得到18个步长为6的最简约树并求得一致树,结果显示：（1）红豆杉科和三尖杉科属单系群;(2) 穗花杉属Amentotaxus以置于红豆杉科内为宜,不支持将穗花杉属独立成科的处理方式;(3)白豆杉应为红豆杉科内一个属Pseudotaxus;(4) 三尖杉属内篦子三尖杉地位特殊,可设篦子三尖杉组;(5) 不赞同将竹柏类从罗汉松属中分离出去成立新科;(6) 红豆杉科、三尖杉科和罗汉松科三者间,前两者的关系更为接近。     

西伯利亚蓼多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因的克隆及盐胁迫下的表达

根据西伯利亚蓼茎抑制消减文库(SSH)中获得的多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(polygalacturonase inhibiting proteins,PGIP) 的EST序列,采用RACE技术在西伯利亚蓼消减库(SSH)成功克隆了PGIP蛋白基因的cDNA序列．该基因开放读码框为1 020 bp,编码339个氨基酸, 具有1段24个残基的保守亮氨酸结构域．序列分析表明,该基因具有N端信号肽,具有PGIPs家族共有的典型保守区域,属PGIPs家族基因,命名为PsPGIP,GenBank登录号为ACD01043．荧光定量PCR分析表明,PsPGIP在西伯利亚蓼叶、茎、地下茎等器官中均有分布．在3% NaHCO₃诱导表达中,该基因在叶中表达明显受盐胁迫的诱导．推测该基因在抵御盐胁迫伤害中起到了重要的作用．     

污泥堆肥对草坪草生长及光合特征的影响

研究不同污泥堆肥施用量(0、0.8%、2%、6%和10%)对高羊茅、黑麦草和早熟禾3种草坪草生长及光合特征的影响.结果表明: 污泥堆肥施用量为6%时效果最好.随污泥堆肥施用量的增加,高羊茅、黑麦草和早熟禾的株高、单叶面积和单株生物量均显著增加,根冠比显著降低,其中,株高增幅分别为64.9%～180.8%、97.3%～200.9%和39.1%～156.5%,单叶面积增幅分别为91.3%～417.4%、186.4%～394.9%和164.6%～508.3%,单株生物量增幅分别为333.4%～867.6%、138.4%～445.1%和316.3%～669.2%.随污泥堆肥施用量的增加,高羊茅净光合速率(P_n)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE)呈先增加后降低的趋势;早熟禾P_n、T_r和WUE逐渐增加,C_i呈先增加后降低的趋势;黑麦草P_n和WUE逐渐增加,但其C_i和T_r呈先增加后降低的趋势.污泥堆肥施用使3种草叶绿素a、b和(a+b)含量增加,施用量>6%后叶绿素a、b和(a+b)含量下降,但叶绿素a/b变化不明显.
     

中华芦荟组培苗与正常苗某些理化特性的比较研究

对中华芦荟(Aloe vera L. var. chinensis)组培苗与正常苗的干重、含水量、可溶性糖含量、叶绿素及类胡萝卜素含量、蛋白质含量及蛋白质电泳、光合速率、呼吸速率、超氧化物歧化酶活性等理化指标进行了比较研究。结果表明,中华芦荟组培苗与正常苗的上述各项指标均差异不显著。证明植物组织培养方法是中华芦荟快繁的一条有效途径,可用组培苗来代替正常的扦插苗。     

神木地区耐旱灌木和草本豆科植物根瘤菌遗传多样性

豆科植物具有抗逆性强、耐瘠薄的特性,许多豆科植物是荒漠地区的先锋植物,在生态环境保护中起重要作用.以神木地区主要的灌木和草本豆科植物-根瘤菌共生体系为材料,采用16S rRNA PCR-RFLP和序列分析等方法,对分离得到的55株菌进行多样性分析,其中,30株菌分离自灌木豆科植物紫穗槐和柠条,25株菌分离自草本豆科植物斜茎黄芪、苜蓿、草木樨黄芪等.结果表明: 这些菌株共有11种16S rRNA PCR-RFLP遗传图谱类型,分离自草本豆科植物的菌株主要归属于中慢生根瘤菌属、剑菌属、根瘤菌属、叶瘤杆菌属和土壤杆菌属5个属,分别与华癸中慢生根瘤菌、地中海中慢生根瘤菌、刺槐中慢生根瘤菌、费氏剑菌、草木樨剑菌、木兰根瘤菌、放射根瘤菌、突尼斯叶杆菌和根癌土壤杆菌系统发育关系最近.分离自灌木豆科植物的菌株仅归属于中慢生根瘤菌属,分别与华癸中慢生根瘤菌和地中海中慢生根瘤菌系统发育关系最近.华癸中慢生根瘤菌和地中海中慢生根瘤菌是两类豆科植物的共生菌种,表明在干旱地区,根瘤菌对两种类型豆科植物的选择共生存在差异,这与豆科植物种类有关,还可能与其所处生态环境有关.     

南方红豆杉内生真菌的多样性与群落结构

从南方红豆杉480个针叶与枝条组织块中分离到628株内生真菌,根据形态特征和ITS序列鉴定为28属43个分类单元.其中,包括10种丝孢菌、20种腔孢菌、12种子囊菌和1种未知真菌,茎生拟茎点霉为优势种;根据相对频率,链格孢、出芽短梗霉、博宁刺盘孢、盘长孢状刺盘孢、黑附球菌、Fungal sp.、砖红镰孢、围小丛壳、Magnaporthales sp.、稻黑孢、斑点拟盘多毛孢、小孢拟盘多毛孢、Peyronellaea glomerata和Xylaria sp.1等在南方红豆杉中比较常见.南方红豆杉受到内生真菌侵染的程度较高,81%的组织有内生真菌存在,其资源丰富并具有较高的物种多样性;内生真菌分布受组织性质影响,南方红豆杉针叶中内生真菌的定植率、丰富度、多样性明显低于枝条,枝条间内生真菌组成比针叶与枝条间更加相似,表现出组织偏好性或专一性;组织年龄影响内生真菌的群落结构,随着南方红豆杉枝条组织年龄的增长,内生真菌的定植率、丰富度、多样性均表现出逐渐增加的趋势.系统研究南方红豆杉内生真菌的多样性与群落结构,阐明内生真菌在植物组织中的分布规律,可以为南方红豆杉内生真菌的开发利用提供基础资料和科学依据;探讨病原真菌在健康植物组织中的存在情况,对于南方红豆杉的植物资源保护具有积极意义.