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.     

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。     

转几丁质酶和葡聚糖酶基因棉花的获得及其对黄萎病的抗性

通过根癌杆菌介导法,将维管束特异启动子(竹节花黄斑病毒启动子CoYMV)启动的几丁质酶和CaMV35S启动的β-1,3-葡聚糖酶嵌合双价基因,导入陆地棉品种冀合321和中棉所35。利用卡那霉素涂抹法对转基因株的卡那霉素抗性进行初步鉴定,再经PCR和Southern杂交确证,结果显示双价抗病基因分别以1～2个拷贝整合到棉花基因组内。对转基因株系T3幼苗进行无底塑钵菌液浇根法鉴定和大田病圃鉴定,结果显示：7个转化株系均表现不同程度的抗或耐黄萎病性,苗期鉴定结果和大田病圃调查结果基本一致;其中D9910、D9915和D9919等3个转基因纯合系的大田病情指数分别为6．5、9．4和9．5．均达到高抗水平。对以上3个高抗黄萎病的纯合系进行遗传分析,结果显示这3个抗病纯合系的卡那霉素抗性符合一对显性基因分离规律。结合分子杂交验证结果,可以认为这3个转基因株均含有一个拷贝的双抗病基因。     

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。     

天麻球茎几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的初步研究

天麻(Gastrodia elata)是真菌寄生植物。密环菌侵入初生球茎并在其皮层被消化,营养物供次生球茎生长需要;密环菌不能侵染生长小的次生球茎。我们从初生球茎分离并纯化了几丁质酶和β—1,3—葡聚糖酶,分子量各为31.5 kD和94kD,得率各为0.8和0.4 mg/100 g鲜重。纯化几丁质酶的内切酶比活为208 nmol GlcNAc s~(-1)mg~(-1),外切酶比活为4.1 nmol GlcNAcs~(-1)mg~(-1);纯化葡聚糖酶比活为546 nmol Glc s~(-1)mg~(-1)。以相同鲜重计,初生球茎中二种酶的总活性各为次生球茎的34和56倍;这主要是由于次生球茎的酶比活性很低。二种酶对平板上培养的木霉菌丝的生长均有抑制作用,但抑菌活性均较天麻抗真菌蛋白(GAFP)低。我们认为这两种酶在天麻初生球茎消化密环菌菌丝的过程中起重要作用,而对天麻球茎阻止和限制密环菌侵染的抗菌作用贡献甚少,后者主要属于天麻抗真菌蛋白。     

烟草Ⅰ类几丁质酶和β－1，3－葡聚糖酶cDNA在大肠杆菌中的表达

对经过修饰的烟草Ⅰ类几丁质酶（Ⅰｃｈｉｔｉｎａｓｅ,ⅠＣｈｉ）和β１,３葡聚糖酶（Ⅰｇｌｕｃａｎａｓｅ,ⅠＧｌｕ）ｃＤＮＡ分别构建了原核表达载体,并转化大肠杆菌ＢＬ２１。经ＩＰＴＧ诱导表达,ＳＤＳＰＡＧＥ法证明表达产物ⅠＣｈｉ和ⅠＧｌｕ的分子量分别约为３０ｋＤａ和３１ｋＤａ,在菌内以包涵体形式存在。经包涵体的收集、洗涤、裂解和复性,两种表达产物在体外均表现出较强的抑病原真菌活性,且ⅠＣｈｉ的抑菌活力大于ⅠＧｌｕ,二者具有很强的体外抑菌协同性     

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。     

烟草Ⅰ类几丁质酶和β－1，3－葡聚糖酶cDNA在大肠杆菌中的表达

对经过修饰的烟草Ⅰ类几丁质酶(Ⅰ—chitnaseⅠ-Chi)和β－1,3－葡聚糖酶(Ⅰ—gIu—canase,Ⅰ-Glu)cDNA分别构建了原核表达载体,并转化大肠杆菌BL2l。经IPTG诱导表达,SDS-PAGE法证明表达产物Ⅰ—Chi和Ⅰ—Glu的分子量分别约为30kDa和31kDa,在菌内以包涵体形式存在。经包涵体的收集、洗涤、裂解和复性,两种表达产物在体外均表现出较强的抑病原真菌活性,且Ⅰ-chi的抑菌活力大于ⅠI—Glu,二者具有很强的体外抑菌协同性。     

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.     

导入β-1,3-葡聚糖酶及几丁质酶基因的转基因可育油菜及其抗菌核病的研究

利用农杆菌转化法,将组成型表达β-1,3葡聚糖酶及几丁质酶基因的双价植物表达载体pBLGC转化优质甘蓝型油菜品种H165,并得到了抗卡那霉素(Kanamycin,Kan)的再生植株。我们对所得到的抗Kan的再生苗进行了初步分子生物学检测,结果表明,在K15(Kan15mg/L)培养基上的绿苗中有30%为PCR阳性植株,而在K25(Kan10mg/L)培养基上的绿苗有53%的阳性率。对部分PCR阳性的转基因植株进行了点杂交分析,结果均表现出较强的杂交信号,这初步说明外源基因已整合到油菜基因组中。转基因植株的活体接种油菜菌核病菌(Sclerotiniasclerotiorium)试验表明,部分转基因植株比对照显示较强抗病性。     

几丁质酶、葡聚糖酶与萝卜抗真菌蛋白RS-AFP2基因三价表达载体的构建及农杆菌工程菌株的重组

利用基因工程技术构建了含有几丁质酶(Chitinase,Chi．)、β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-Glucanase,Glu．)、萝卜抗真菌蛋白(Raphanus sativus-antifingal protein,Rs-AFP2)的三价植物表达载体,并通过农杆菌直接转化法将三价植物表达载体转入农杆菌EHA105,分别为GC R／pCAMBIA1300／EHA105和RC G／pCAMBIAl300／EHA105,并采用PCR、DNA dot blotting技术对其进行了鉴定分析,证明获得了阳性的重组农杆菌工程菌株。     

β-1,3-葡聚糖酶的研究和应用

β-1,3-葡聚精酶的生产菌种由冻土毛霉经紫外线诱变获得,据正交试验确定培养条件。经硫酸铵盐析和SephadexG-100柱层析,酶得到纯化,并对酶的性质进行了研究。酶对酵母自溶有明显促进作用,使自溶产物的游离氨基氮含量、还原糖含量、总蛋白质得率、干物质得率均得以提高。     

连续温度变化对β-1,3-葡聚糖酶酶解酵母β-葡聚糖的影响

为了探索反应温度对产物组分的影响,利用自制连续变化的温度梯度实验装置,研究了22 ℃~60 ℃ (±0.1 ℃) 区间内温度对一内切β-1,3-葡聚糖酶酶解酵母β-葡聚糖的影响,获得了酶解过程多点温度特性数据。分析表明：该酶酶解酵母β-葡聚糖的活化能为84.17 kJ/mol;以产物积累表示的最适酶解温度随时间延长呈指数下降;酶解产物组分受温度的影响,低温较高温获得的寡糖链长,高温区大于46 ℃可以获得以昆布二糖、昆布三糖为主的组分,而低温区小于30 ℃可以获得昆布五糖及更大分子量的产物。研究结果可为寡糖     

青稞中β-1,3葡聚糖酶的纯化及部分性质研究

β-1,3-葡聚糖酶[EC．3．2．1．39]存在于大多数的高等植物中,它们由一个小的基因家族编码,在植物不同的生理活动中起着重要的作用。采用NaCl抽提、硫酸铵分部沉淀和2步离子交换法和分子筛从青稞的胚芽中提纯得到了一种β-1,3-葡聚糖酶。在非变性电泳中纯化的β-1,3-葡聚糖酶用银染只有一条蛋白带,运用底物进行的活性染色时在相同位置也只显示一条酶活性带。此活性染色可以直接在电泳胶板上快速鉴定和检验β-1,3-葡聚糖酶。纯化的β-1,3-葡聚糖酶在还原及非还原条件下的SDS-PAGE变性电泳中,呈现一条分子量为32kD的主要蛋白带及2条低分子量的弱带,表明此酶无链内二硫键存在。等电聚焦分析显示其等电点为8．1。上述结果表明纯化得到的是一种碱性β-1,3-葡聚糖酶。     

稻瘟菌诱导的水稻几丁酶、β-1.3-葡聚糖酶活性及分布

稻瘟菌(Pyricularia oryzae C.)孢子感染或菌丝培养液处理后,水稻的几丁酶和β-1,3-葡聚糖酶活力被分别诱导提高6～9倍和3～5倍。用亲和层析初步纯化的几丁酶在体外能降解稻瘟菌细胞壁和抑制它的孢子萌发。这两个酶在细胞间隙和细胞内都有分布。     

燕麦β-1,3-葡聚糖酶Ⅱ基因 3'端cDNA的克隆及分析

实验利用3'-RACE技术进行燕麦β-1,3-葡聚糖酶Ⅱ(Oglc13Ⅱ)3'末端cDNA的快速扩增并进行序列分析.将0.01%的HgCl2诱导处理24h之后的燕麦(Avena Sativa)幼叶作为材料,利用RT-PCR技术得到Oglc13Ⅱ的部分cDNA片段,根据此片段设计一条特异性上游引物,反转录引物中的部分序列即3'sites Adaptor Primer作为下游引物,按3'RACE试剂盒(Takara)操作流程进行Oglc13Ⅱ3'末端cDNA的快速扩增,成功获取837bp的3'-RACE反应产物,通过BLAST技术,发现该片段与许多植物β-1,3-葡聚糖酶基因具有较高的相似性(50.0%～72.0%).因此认为成功克隆了Oglc13ⅡcDNA的3'末端序列.     

枯萎菌毒素粗提液对4种陆地棉外植体愈伤组织诱导率的影响

将培养5d的4种陆地棉栽培品种军棉1号,泗棉2号,2234及中棉12号无菌苗,取其根,下胚轴及子叶接种在含不同浓度枯萎菌毒素粗提液的培养基上,每隔3d观察统计其成活率,统计至33d。结果表明：陆地棉外植体愈伤组织的诱导率与枯萎菌毒素浓度呈负相关,而不同的外植体对枯萎菌毒素浓度的敏感程度有所差异。     

棉花黄萎病拮抗菌KF-43-1的鉴定与3种处理田间防治效果对比

【背景】棉花黄萎病具有棉花“癌症”之称,对棉花的产量和纤维质量造成较重危害,生物防治以绿色安全等优点成为防治棉花黄萎病应用领域的重点研究内容,因此开发新的生物菌剂防治棉花黄萎病对棉花生产工作具有重要意义。【目的】通过对具有拮抗棉花黄萎病菌作用的放线菌KF-43-1进行初步鉴定及生理生化测定,明确最佳使用方式,为开发新的防治棉花黄萎病生物菌剂提供支持。【方法】对菌株KF-43-1进行分子鉴定,观察其形态特征及生长特性,测定菌株KF-43-1对病原真菌的抑菌效果,明确菌株KF-43-1的生理生化特性,验证放线菌KF-43-1不同使用方式对棉花黄萎病的田间防治效果。【结果】培养特征和显微特征及分子鉴定结果将菌株KF-43-1鉴定为白浅灰链霉菌(Streptomyces albogriseolus);菌株KF-43-1对病原菌V991抑制效果达到82.05%,防效高于放线菌5406,对尖孢镰刀菌萎蔫专化型ST89抑制效果达到25.81%,低于放线菌5406的防效;菌株KF-43-1无荧光反应,能够使明胶液化、淀粉水解、甲基红试验阳性、可以产生黑色素,不具备分解纤维素的能力,菌株KF-43-1在pH 7.0-8.0时生长情况良好,在盐浓度为2%的高氏一号培养基上生长受到抑制并表现出一定的耐盐性,使用拮抗菌KF-43-1菌液制作种衣剂对棉花黄萎病的防效高于离心液包衣和离心液叶面喷施,说明拮抗菌KF-43-1在土壤中定殖后对棉花黄萎病暴发具有更好的抑制效果。【结论】棉花黄萎病拮抗放线菌KF-43-1作为一种新型生防菌,可为开发防治棉花黄萎病的生物菌剂提供生防菌资源,具有良好的开发价值和应用价值。     

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。     

内生枯草芽孢杆菌SWB8 菌株β-1，3-1，4-葡聚糖酶的抗菌作用及细胞毒性

【目的】本文研究从药用植物黄姜中分离的内生枯草芽孢杆菌菌株SWB8分泌的β-1,3-1,4-葡聚糖酶的抗菌活性和细胞毒性。【方法】利用液体发酵、凝胶渗透色谱(GPC)、十二烷基-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和液相层析串联质谱(LC-MS/MS)等方法纯化和鉴定枯草芽孢杆菌株SWB8合成的β-1,3-1,4-葡聚糖酶;利用纸片扩散法,检测葡聚糖酶抑制临床致病性细菌和真菌生长的活性;应用MTT法和流式细胞术(FCM)评估此葡聚糖酶对人肺腺癌细胞(A549)和骨髓间质干细胞(MSCs)的细胞毒性。【结果】细菌性β-1,3-1,4-葡聚糖酶显示了广谱的抗菌活性;抗肿瘤活性主要以细胞凋亡的方式选择性的抑制人肺腺癌细胞系A549细胞的增殖,而对人骨髓间质干细胞系MSC细胞无明显影响。【结论】首次报道β-1,3-1,4-葡聚糖酶的抗菌和抗肿瘤细胞的活性。内生枯草芽孢杆菌SWB8菌株有可能成为抗菌和高效低毒的抗肿瘤药物的潜在来源。