植物病原相关蛋白研究进展

植物在受到真菌、细菌、病毒侵染或意外的伤害时体内会产生新的蛋白质,称作病原相关蛋白(pathogenesisrelatedprotein简称PR蛋白)。PR蛋白的产生与植物对病原物的抵御直接相关,本文就PR蛋白的诱导表达、调控和作用机理方面的最新研究进展作一综述。     

噬菌体T7溶菌酶及其融合蛋白在大肠杆菌中的表达

以噬菌体Ｔ７ＤＮＡ为模板,ＰＣＲ扩增Ｔ７溶菌酶基因,插入ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔＳＫ载体中,ＤＮＡ序列分析表明,克隆的Ｔ７溶菌酶基因和已报道的序列无氨基酸水平上的差异。将Ｔ７溶菌酶基因分别拼接在烟草病原相关蛋白（ＰＲ１ｂ）信号肽编码序列的３’末端和马铃薯卷叶病毒外壳蛋白（ＰＬＲＶＣＰ）基因靠近３’末端处,构建成两个融合蛋白基因。将Ｔ７溶菌酶及其融合蛋白基因插入大肠杆菌表达载体ｐＢＶ２２１,蛋白电泳及溶菌实验表明,Ｔ７溶菌酶基因在大肠杆菌中高效表达,其产物的表达量占菌体可溶性蛋白的２０％以上,ＰＬＲＶＣＰ的表达量并没有因Ｃ端融合Ｔ７溶菌酶而提高,高等植物的信号肽在大肠杆菌中也能起分泌信号作用。     

病原相关蛋白及其在植物抗病中的作用

病原相关蛋白广泛存在于高等植物中,它可以为各种微生物病原菌诱导产生,具有相对低的分子量,稳定性较大,多存在于胞间,在进化上相对保守,是植物潜在的抗病物质,很可能参与植物对病原菌的诱导抗性,其中许多蛋白具有几丁酶和β-1,3-葡聚糖酶活力。目前,多个病原相关蛋白的基因已被分离,克隆,并在植物中表达。     

基于模式识别受体和人工设计诱饵蛋白扩展植物识别特异性

病原/微生物相关分子模式(PAMPs/MAMPs)被位于宿主细胞表面的模式识别受体(PRRs)识别并激活免疫反应.这种病原相关分子模式触发的免疫反应(PTI)能够帮助植物抵抗大部分致病微生物的侵入,因此利用基因工程技术在植物中表达PRRs,以增强植物对病原微生物的免疫识别是一种非常有潜力的植物抗病性改良的策略.植物病原微生物分泌的效应蛋白通常利用多种多样的生化机制直接靶向和抑制PTI信号通路的关键组分,从而抑制PTI.一些植物进化出与效应蛋白的靶标类似的诱饵蛋白,并诱导效应蛋白的错误靶向.这种识别的结果不抑制PTI免疫反应,反而诱导效应蛋白激活的免疫反应(ETI).这种机制提示了人工设计的诱饵蛋白在特定植物中产生新的识别特异性的可能性.本综述总结了PRRs对PAMPs的识别,以及诱饵蛋白对效应蛋白监控方面的研究进展.利用转基因异源表达EFR或PBS1诱饵蛋白在实验室条件下成功扩展了植物的识别特异性,体现了对PRRs和人工设计的诱饵蛋白在植物对病原识别特异性的扩展和抗病性改良方面的潜力,突显了分离和鉴定新的PRRs和诱饵蛋白的必要性.     

光抑制条件下水稻籼粳亚种及其正反交F_1杂种的PSⅡ光化学效率和CO_2交换特点

测定了水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）不同正反交组合的ＰＳⅡ电子传递活性、Ｄ１蛋白量、叶绿素ａ荧光、净光合速率（ＰＮ）、光呼吸速率（ＰＲ）、ＲｕＢＰＣａｓｅ／Ｏａｓｅ活性,并对ＲｕＢＰＣａｓｅ进行了动力学分析。结果表明：光抑制条件下粳（ｊａｐｏｎｉｃａ）亚种中Ｄ１蛋白净降解少,ＰＳⅡ电子传递活性和光化学效率高,表现耐光抑制,而籼（ｉｎｄｉｃａ）亚种则相反,籼、粳正反交Ｆ１的上述指标介于双亲值之间且偏向其母本。进一步观察它们的ＣＯ２交换特点,所有基因型水稻ＰＲ保持稳定、ＰＮ降低,因而ＰＲ／ＰＮ增加。与耐光抑制的粳亚种相比,对光抑制敏感的籼亚种中ＰＮ降低较多、ＰＲ／ＰＮ增加较多。正反交Ｆ１杂种的ＰＲ／ＰＮ介于双亲值之间且偏向其母本。ＣＯ２交换的关键酶ＲｕＢＰＣａｓｅ／Ｏａｓｅ活性和ＲｕＢＰＣａｓｅ动力学参数没有变化且在基因型间无差异。相关分析表明,Ｄ１蛋白量与Ｆｖ／Ｆｍ、ＰＲ／ＰＮ的相关系数分别为０．９５０１和－０．９７６８。看来,质基因编码的Ｄ１蛋白是籼粳杂种稻光抑制特性及其生理遗传的分子基础。     

紫外线辐射对菜豆幼苗某些胁迫响应基因表达的影响

报道了ＵＶ－Ｃ辐射对菜豆（ＰｈａｓｅｏｌｕｓｖｕｌｇａｒｉｓＬ．）ＰＲＰ、ｄｅｈｙｄｒｉｎ、ＰＲ蛋白、ｐｏｌｙｕｂｉｑｕｉｔｉｎ和ＤａｎＪ－ｌｉｋｅ蛋白等胁迫响应基因表达的影响。Ｎｏｒｔｈｅｒｎｂｌｏｔ杂交结果表明：ＵＶ辐射能强烈地诱导ＰＲ蛋白基因的表达,并能促进ＰＲＰ、ｐｏｌｙｕｂｉｑｕｉｔｉｎ和ＤａｎＪ－ｌｉｋｅ蛋白等基因的转录,而对ｄｅｈｙｄｒｉｎ基因的转录有抑制作用,这些防御蛋白共同作用可能对于保护细胞免受ＵＶ伤害和维持细胞的正常代谢有重要作用。     

新的重组蛋白表达系统——植物根分泌和叶分泌

多种基因工程抗体、酶、激素、血浆蛋白和疫苗等都已在植物的叶、茎、根、果实、种子以及植物细胞和器官中得到表达 ,然而提取和纯化始终是大规模利用植物生产重组蛋白的主要障碍 .Ｂｏｒｉｓｊｕｋ和Ｋｏｍａｍｙｔｓｋｙ等 (1999年和 2 0 0 0年 )依据内质网和内质网信号肽在蛋白质合成中的作用 ,把 3种重组蛋白 ,嗜热细菌来源的木聚糖酶、水母的绿色荧光蛋白和人胎盘分泌的碱性磷酸酶 (ＳＥＡＰ) ,定位到质外体中 ,通过植物根分泌和叶分泌途径获得表达 ,从而建立了 2种新的重组蛋白表达系统———植物根分泌和叶分泌 ,简化了分离和纯化程…     

植物酸性转化酶基因及其表达调控

酸性转化酶是蔗糖代谢的关键酶,在植物体中具有重要的生理作用。近十几年来,许多植物酸性转化酶基因已经克隆,其基因表达调控的研究也取得了很大的进展。本文综述了植物酸性转化酶﹑ 基因及其蛋白结构、基因表达的器官和发育特异性以及糖、受伤、病原胁迫和激素对基因表达的调节和蛋白抑制因子对酶活性的影响,并讨论了当前在该研究领域存在的问题。     

植物抗真菌病害基因工程研究进展

从表达水解酶、植物病程相关蛋白、抗真菌蛋白、病原毒性因子失活蛋白、抗病基因、植保素合成限速酶、植物细胞壁结构修饰分子、植物抗生反应调节基因等角度综述了植物抗真菌病害基因工程的策略,并就各种策略的研究进展,存在问题和发展趋势进行了探讨。     

植物与病原菌互作的分子机制研究进展

植物的先天免疫主要包括模式识别受体对保守的微生物病原相关分子模式的识别和抗病蛋白对效应蛋白的识别。植物与病原体互作过程中存在广泛的信号交流,信号分子在植物与病原体的互作攻防中发挥了重要的调控作用,决定了二者的竞争关系。当前,大量植物与病原体互作中的信号分子被定位和克隆,其作用方式被揭示。本文总结了这些信号分子及其在植物免疫过程中的作用机制,主要包括植物细胞表面的模式识别受体分子对病原相关分子模式的识别与应答,植物抗病蛋白对病原体效应蛋白的识别与应答,以及免疫反应下游相关信号分子及其在植物抗病中的作用。此外,本文对未来相关研究提出了展望。     

肾炎致病原重组受体相关蛋白的表达及纯化

用pGEX载体系统体外构建了Heymann肾炎致病原受体相关蛋白(RAP)重组表达质粒,经IPTG诱导,该质粒表达的融合蛋白在大肠杆菌中得到了高效表达,其表达量达39．4％,经GST-Sephrose 4B亲和层析,得到了高度纯化,其诱导产生的抗体经蛋白质印迹法分析证明能识别肾皮质天然抗原44ku受体相关蛋白.RAP表达及纯化的成功为研究致病原病理性表型提供了有利条件．     

植物青枯病菌细菌素的产生,性质及其利用

细菌素（Ｂａｃｔｅｒｉｏｃｉｎ）是细菌代谢过程中合成的、对同种或近缘种有特异性抑制作用的杀菌蛋白或多肽物质［１］。大多数植物病原细菌如放射农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｒａｄｉｏｂａｃｔｅｒ）、密执安棒形杆菌（Ｃｌａｖｉｂａｃｔｅｒ ｍｉｃｈｉｇａｎｅｓｔｓ）、软腐欧文氏菌（Ｅｒｗｉｎｉａｃａｒｏｔｏｖｏｒａ、 Ｅ． ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｉ）、丁香假单胞菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｓｙｒｉｎｇａｅ）、甘蓝黑腐黄单胞菌（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ）等都具有产生细菌素的能力［２］…     

植物酸性转化酶基因及其表达调控

酸性转化酶是蔗糖代谢的关键酶,在植物体中具有重要的生理作用.近十几年来,许多植物酸性转化酶基因已经克隆,其基因表达调控的研究也取得了很大的进展.本文综述了植物酸性转化酶基因及其蛋白结构、基因表达的器官和发育特异性以及糖、受伤、病原、胁迫和激素对基因表达的调节和蛋白抑制因子对酶活性的影响,并讨论了当前在该研究领域存在的问题.     

Nramp基因家族及其功能

Ｎｒａｍｐ基因家族首先在动物中发现并得以克隆。小鼠 (Ｍｕｓｍｕｓｃｕｌｕｓ)对细胞内病原微生物侵染所具有的抗性或敏感性是受 1号染色体上显性基因Ｂｃｇ、Ｉｔｙ或Ｌｓｈ控制的[1] ,由此将该类基因命名为Ｎｒａｍｐ(ｎａｔｕｒａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄｍａｃｒｏｐｈａｇｅｐｒｏｔｅｉｎ)基因[2 ] 。编码Ｎｒａｍｐ这一膜整合蛋白家族的基因 ,在植物、真菌乃至细菌中也得以克隆。对其功能的分析表明 ,该家族基因可能通过转运金属离子而使生物体产生抵抗病菌侵染的能力。目前 ,国内还未见到有关Ｎｒａｍｐ基因…     

植物病原真菌的自噬

作为真核生物中普遍存在的现象,自噬不但实现了对细胞内物质的降解和回收利用,而且与植物病原真菌早期侵染阶段的附着胞发育、膨压升高、菌丝体形成、完成侵染等一系列过程密切相关,并且发挥了重要的作用。本文归纳了植物病原真菌自噬的相关基因和自噬过程;总结了自噬对病原真菌生长发育、致病力的调控和影响;概括了病原真菌自噬所涉及的信号通路;阐明了自噬影响植物病原真菌侵染过程的主要分子机制。为今后以自噬相关基因或蛋白作为靶点来筛选抑制病原真菌侵染的新型药物提供新的策略和思路。     

山鸡椒挥发油成分分析及其抗真菌保鲜作用的研究

本文对湖南山鸡椒（Ｌｉｔｓｅａ ｃｕｂｅｂａ）挥发油（山苍子油）抑制植物病原真菌Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｏｘｙｓｐｏｒｕｍ,Ｈｅｌｍｉｎｔｈｏｓｐｏｒｉｕｍ ｓｐ．Ｓｔｅｍｐｈｙｌｌｉｕｍ ｓｐ．的效能及其抑制真菌的有效成分进行了研究,实验结果表明,所用山鸡椒挥发油具有很强的抑制植物病原真菌生长的能力,并有明显的保鲜作用,其主要生物活性成份为柠檬醛。     

植物病原细菌无毒基因与植物抗病性

植物诱导的防卫反应种类繁多 ,其中包括活性氧水平升高、植物抗毒素 (ｐｈｙｔｏａｌｅｘ ｉｎ)的生物合成、水解酶类和抑制蛋白的释放 ,以及超过敏性反应 (ｈｙｐｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒｅ ｓｐｏｎｓｅ ,ＨＲ)等。ＨＲ被认为是植物对病原体抗性的一种普遍表现形式 ,是病原菌无毒基因 (ａｖｉｒｕｌｅｎｃｅｇｅｎｅ,简称ａｖｒ基因 )产生的诱导剂与植物抗性基因 (ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｇｅｎｅ ,Ｒ基因)产生的受体之间相互识别的结果。ａｖｒ基因是植物病原体中决定对带有相应抗病基因的寄主植物特异的不亲和无毒性基因。Ｓｔａｓｋａｕ…     

多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白的结构、功能以及应用研究进展

真菌病害严重影响植物的生长发育。为了自我保护,植物进化出了许多抵御病原真菌入侵的策略,例如防御相关蛋白的产生。多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（polygalacturonase-inhibiting proteins,PGIPs）是近年来研究较多的一种植物防御蛋白,它能与真菌分泌的多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonases,PGs）特异性结合,降低PGs水解植物细胞壁的活性并在植物体内累积能激活多种防御反应的长链寡聚半乳糖醛酸（oligogalacturonides,OGs）,从而达到抑制真菌侵染的目的。主要介绍了PGIPs的结构、功能及其抗菌机理,并综述了PGIPs在国内外转基因抗病育种中的应用研究进展。     

ThioFusion表达系统：——大肠杆菌中表达可溶性蛋白的重大突破

ＴｈｉｏＦｕｓｉｏｎ表达系统──大肠杆菌中表达可溶性蛋白的重大突破马雪梅,黄秉仁,蔡良婉（中国医学科学院基础医学研究所医学分子生物学国家重点实验室,北京１００００５）在细菌中生产重组蛋白快速、简便,可以产生大量目的蛋白。然而,在大肠杆菌中表达异源蛋白...     

植物病原细菌hrp基因研究进展

高等植物过敏性反应 (ｈｙｐｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒｅｓｐｏｎｓｅ ;ＨＲ)是植物受到病原细菌侵染 ,发生非亲和性反应时 ,在病原菌入侵点周围植物组织局部快速死亡形成枯斑 ,是植物对病原菌抗性的一种普遍表现形式。ｈｒｐ基因 (ｈｙｐｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒｅａｃｔｉｏｎａｎｄ ｐａｔｈｏｇｅｎｃｉｔｙｇｅｎｅ)是一类决定病原菌对寄主植物致病性和诱导非寄主植物产生过敏性反应的基因。近年来发现和鉴定的ｈｒｐ基因越来越多 ,使得ｈｒｐ基因成为植物病原菌与寄主植物互作研究领域中一个重要内容。1.ｈｒｐ基因的遗传组成ｈｒｐ…