防御素的生物学特性及其抗病基因工程

防御素是一种富含半胱氨酸的小分子多肽,对细菌等微生物具有广谱抗性,且作用机制特殊。迄今为止,国内外在防御素方面进行了大量的研究,已经从各类生物体中分离出不同种类的防御素,并在基因工程和医药领域呈现广泛的应用前景。文章对防御素的分类、生物学特性,包括哺乳动物α-、β-、θ-防御素、昆虫以及植物防御素的分子结构及抗菌活性进行了综述,阐述了防御素的膜作用及与细胞内复合物结合的作用机制。总结和归纳了防御素基因的分离、表达研究进展及动、植物防御素基因在抗病基因工程领域的应用,并对防御素在未来的生物制药和植物抗病基因工程方面的应用前景进行了展望。     

虫害诱导植物防御的分子机理研究进展

从虫害诱导的系统损伤信号、昆虫特异性激发子、间接防御、直接防御和负防御等方面,综述了虫害诱导植物防御的最新研究进展.在植物与昆虫的相互进化过程中,植物利用诱导防御物质对付昆虫的危害,昆虫则利用其特有的激发子降低植物的防御反应.文中比较了间接防御涉及的4种代谢途径,以及诱导挥发物释放的机制;阐明了虫害诱导植物直接防御的概念、防御物质及其作用机理;分析了虫害诱导植物负防御的机制.同时,也强调了虫害诱导林木防御反应的分子机理.     

轮虫表型可塑性及其生态学效应研究进展

在水域生态系统中, 单巢纲的部分轮虫具有在环境压力下快速形成形态防御的能力。这种能力是其在复杂多变的生活环境中维持生存的一种重要的防御策略。轮虫的形态防御主要表现为被甲棘刺的变化(发生、增强或缩短), 个体大小的适应和被甲增厚等形态反应。文章对目前已知的轮虫形态防御响应进行整理, 综述了诱导轮虫形态防御的主要环境因子包括捕食者和竞争者信息素、环境温度和食物浓度等, 以及影响形态防御响应的内在因素。并探讨了轮虫的形态防御特征、防御的适合度收益及适合度代价。     

植物对昆虫不同防御类型及内在联系

植物与昆虫在长期的相互作用过程中,形成了复杂的防御体系。这个防御体系在时空方面都涉及多个层次,从而组成多个防御类型。本文首先总结了目前植物防御研究中的热点概念;而后根据文献并综合自己的研究,探讨了不同植物防御类型之间的相互关系,从机理上总结了各种植物防御类型的内在联系;最后,探讨了植物防御研究的发展趋势。本文从不同时空角度探讨了植物防御的概念及其相互关系,以期为研究者提供较为全面和深入的理论知识。     

植物防御策略及其环境驱动机制

植物与环境长期相互作用和生存竞争的过程中,为了抵抗不利环境,形成了一套完整的防御体系。植物一方面通过改变形态结构作为机械/物理防御策略,另一方面则在生理生化做出响应作为化学防御策略。在化学防御中,植物主要以次生代谢物及防御性酶等作为抵抗和响应病原菌、植食动物以及非生物环境胁迫的重要生化基础,而常以叶脉网络结构、茎/叶韧性、硬度及其纤维素、半纤维素和木质素含量等来增强机械防御能力。本文从机械防御和化学防御两个角度评述了植物的防御体系,并从生物侵害、气候因素和资源分配3个方面综合评述了植物防御策略及其环境作用机制。从植物防御角度出发,可以更深层次地理解和发掘植物与环境的内在联系并提供新的思路,为全面认识植物区域环境适应、抗虫种质资源选育以及科学营林等相关研究提供参考。     

防御素在抗病毒免疫中的作用

防御素是由粒性白细胞和上皮细胞产生、富含半胱氨酸的内源性抗微生物肽。越来越多的证据表明防御素在抗病毒免疫中发挥重要作用,包括抗病毒作用和免疫调节。深入理解防御素在抗病毒免疫中的作用有助于预防和治疗病毒病。因此。该文重点综述防御素的抗病毒活性和免疫调节作用。     

6种防御酶调控植物体应答虫害胁迫机制的研究进展

植物防御体系应对虫害胁迫产生一系列防御性生理生化反应,其中防御酶活性呈现显著变化.本文综述了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、脂氧合酶(LOX)和苯丙氨酸解氨酶(PAL) 6种常见防御酶应对虫害胁迫的机制,解析了6种防御酶的作用机理及其异同.梳理了6种防御酶应对虫害胁迫而相互协调的程序,总结了植物体遭虫害胁迫之后防御酶活性的变化及其与防御酶基因的关联,提出了植物体防御酶机制研究中的重要问题并展望前景.     

防御素与溃疡性结肠炎

防御素(defensins)是一组具有广谱抗微生物活性的多肽,参与机体对微生物的防御作用,是维持免疫应答的重要因子。近年来,防御素家族在机体防御体系中的作用日益受到研究者的重视。本文综述防御素的分布、结构及其在免疫应答中作用,探讨其与溃疡性结肠炎(ulcerativecolitis,UC)关系和应用前景。     

硅对植物抗虫性的影响及其机制

硅不是植物必需营养元素,但硅在提高植物对一系列非生物和生物胁迫的抗性方面都具有重要作用。综述了硅对植物抗虫性的影响及其机制。在多数植物中,增施硅肥可增强其抗虫性;所增强的抗性与硅肥种类和施用方式之间存在关系。植物组织中沉积的硅可增加其硬度和耐磨度,降低植物可消化性,从而增强植物组成性防御,包括延缓昆虫生长发育、降低繁殖力、减轻植物受害程度;植物体内的硅含量以及硅沉积的位点和排列方式影响组成性防御作用的强度。此外,硅可以调节植物诱导性防御,包括直接防御和间接防御,直接防御涉及增加有毒物质含量、产生局部过敏反应或系统获得抗性、产生有毒化合物和防御蛋白,从而延缓昆虫发育;间接防御主要通过释放挥发性化合物吸引植食性昆虫的捕食性和寄生性天敌而导致植食性昆虫种群下降。     

外源茉莉酸和茉莉酸甲酯诱导植物抗虫作用及其机理

综述了茉莉酸(jasmonic acid, JA)和茉莉酸甲酯(methyl jasmo nate, MJA)的分子结构和应用其诱导的植物抗虫作用及其机制。植物受外源茉莉酸或茉莉酸甲酯刺激后,一条反应途径是由硬脂酸途径激活防御基因,另一条途径是直接激活防御基因。防御基因激活后导致代谢途径重新配置,并可能诱导植物产生下列4种效应：（1）直接防御,即植物产生对害虫有毒的物质、抗营养和抗消化的酶类,或具驱避性和妨碍行为作用的化合物;（2）间接防御,即产生吸引天敌的挥发物;（3）不防御,即无防御反应;（4）负防御,即产生吸引害虫的挥发物。     

人防御素的研究进展

人防御素是近年发现的人体内重要的内源性抗生素,已引起国内外生物和医学研究者的日益重视。这里综述了人防御素的组织分布、分子生物学特点、作用机理、医学及药用价值等方面的研究进展,对采用基因重组方法生产人防御素的方法进行了评述,并展望了防御素的应用前景和发展趋势。     

防御素调节腹盆腔放疗肠道微生态失调的研究进展

防御素作为内源性的抑菌/杀菌剂对胃肠道菌群平衡有重要作用,还可用来改善肠内菌群生态失调。放疗在杀伤癌细胞同时对正常细胞有较大影响,影响肠道屏障和肠内菌群平衡。而防御素有协同抗微生物活性和免疫应答作用,可改善腹盆腔放疗后胃肠道微生态失调。本研究对防御素、肠道微生态、腹盆腔放疗后防御素与微生态失调以及防御素对腹盆腔治疗的影响等做一综述。     

昆虫免疫防御系统的限制因素

本文主要针对昆虫对寄生物的免疫防御并从进化生态学的角度采阐述昆虫防御系统所存在的一些限制因素,如识别抗原失败、免疫特异性、防御代价、自体免疫、性别、资源利用率和寄生物的干扰等,而这些局限使得昆虫的免疫防御受到不同（自发或诱导的、广泛或具体的）免疫反应的影响。从而限制其持续的免疫防御。     

植物防御素基因家族结构、功能及调控研究进展

防御素(Defensins,DF)是抗菌肽家族中最古老的一员。植物防御素是一类包含45-54个氨基酸残基,含有半胱氨酸(Cys)稳定的αβ模序,与哺乳动物及昆虫抗菌肽的亲缘关系非常密切,大部分植物防御素在体内被合成为具有信号肽序列的前体,并被分泌到胞外空间。植物防御素在宿主防御系统中起重要作用,不仅可抑制一系列的植物、动物及人类体内的细菌、真菌,还可杀伤一些肿瘤细胞及病原虫。植物防御素广泛存在于植物的花、茎、叶、果实、根和种子中,具有抗菌、抗肿瘤、抑制酶活、作为离子阻断剂和增加耐受性的功能,可作为新型的杀菌剂或新型的抗生素类药物。随着抗生素导致的耐药菌株的出现,对植物防御素的研究就显得尤为重要,特别是因其有效的抗真菌活性,植物防御素在作物抗病基因工程方面具有巨大的潜力。主要介绍了其发现、结构、类型、逆境调控功能、作用机制以及外源表达植物防御素基因等方面的最新研究进展,有助于将来对植物防御素基因家族进行更深入和全面的研究。     

长爪沙鼠β-防御素（defβ-83）基因的克隆与鉴定

目的克隆长爪沙鼠β-防御素基因序列,并对其进行鉴定及分析。方法从长爪沙鼠小肠中提取总RNA,根据GeneBank中大小鼠的β-防御素的基因序列,通过防御素基因的保守性设计引物,采用RT-PCR技术得到预期的PCR产物,将所得的片段进行克隆、测序,并应用相关生物信息学软件对序列进行鉴定和分析,序列提交genbank。结果Blast比较发现最终测序的结果与小鼠β-防御素-1和大鼠β-防御素-1的同源性全都大于80％,genebank登录号为EU834052。结论经测序鉴定证实该PCR产物为长爪沙鼠阻防御素基因1的一部分。本研究为深入探讨长爪沙鼠β-防御素的生物学活性奠定基础。     

犬β防御素-1真核表达载体的构建及其在HEK293T细胞中的表达

哺乳动物的β-防御素是一类具有广谱抗微生物活性的阳离子小肽.为了克隆和分析犬β防御素-1基因,并建立一套在HEK293T细胞中高效表达犬β防御素-1的方法,本研究采用RT-PCR方法从犬睾丸组织中扩增出犬β防御素-1(cBD-1)的cDNA基因,并将其克隆到pcDNA3.1A载体中,构建了犬β防御素-1基因的真核表达载体pcDNA3.1A-cBD-1,经磷酸钙介导转染HEK293T细胞进行表达.结果表明:克隆的犬β防御素-1基因序列与已发表序列(GenBank 编号:NM-001024641)的同源性为99.7%.表达犬β防御素-1经Western-blot检测,证明构建的犬β防御素-1基因表达载体能够在真核细胞中表达,表达产物能够分泌到细胞外.为进一步研究犬β防御素的功能奠定了基础.     

植物抗虫“防御警备”:概念、机理与应用

植物抗虫"防御警备"是指受到某些生物或者非生物因子刺激警备后,植物会提前做好抗虫防御准备,之后当再次受到害虫袭击时,植物会产生更加快速和强烈的抗虫防御反应,从而使自身抗虫性显著提高.这是近年来新发现的植物防御害虫的一种策略,是一种特殊的诱导抗虫机制.植食性昆虫的取食、分泌物、产卵、为害诱导的植物挥发物(HIPVs)以及某些有益微生物、植物营养元素、重金属和一些化学物质均可以引起植物产生抗虫防御警备.防御警备具有抗性高效、持久、环境友好,甚至可以遗传到子代等优点.本文综述了近年来有关植物抗虫防御警备的研究,主要概括了植物抗虫防御警备的一般特征、刺激警备因子和形成机制,并对其在生产实践中的应用前景进行了简要分析,提出了这一领域尚未解决的问题和亟待深入的研究方向.通过合适的方法使植物产生抗虫防御警备可以大大减少杀虫剂的使用,成为害虫综合防治的重要手段.     

微生物新型防御系统的系统性发现与展望

微生物防御系统是生物技术创新与发展的重要工具库,细菌限制性内切酶的发现催生了现代分子克隆技术,CRISPR系统的开发利用则使基因组编辑技术取得革命性突破。基于上述原因,微生物新型防御系统的发现与研究已引起各国科学家的重视,一些新的防御系统如pAgos和DISARM等相继被发现和研究。为进一步挖掘微生物中可能蕴藏着的其他未知防御系统,最近以色列科学家Sorek等报道了从海量的微生物基因组序列中系统性发现新型防御系统的研究策略,并且通过合成生物学思路鉴定了10种新型系统的抗病毒或抗质粒功能。本文将首先介绍Sorek团队系统性发现新型防御系统的研究工作,进而总结目前已知的主要微生物新型防御系统的可能机制,并对该领域的发展态势与挑战进行分析和展望。     

昆虫防御分泌物及体内体外免疫权衡

昆虫免疫在昆虫抵御有害外源刺激的过程中具有重要的生理调控作用,因而近年来受到了广泛关注。虽然体内免疫和体外免疫皆为昆虫免疫防御系统的组成部分,但是传统观点普遍认为,体内免疫是昆虫迅速和主要的免疫反应,而体外免疫防御仅仅被认为是一种次要的免疫响应。然而,以分泌防御物为核心的体外免疫却构成了外源异物入侵昆虫的第一道防线。因此,体外免疫和体内免疫是昆虫的两种免疫防御策略。当昆虫遭受外来生物入侵或外界不良环境因子影响时,为了抵御天敌或抵抗逆境,它们将优先选择体外免疫防御策略。但是,昆虫在整个防卫过程中,体内免疫和体外免疫却是同步进行的,这将涉及到两种免疫防御策略之间的能量分配问题。同时,当昆虫受到外源物入侵时,必然启动一系列的免疫响应来阻止潜在的威胁,这将严重影响到害虫生物控制的效果。本文以昆虫体外免疫为焦点,就昆虫防御分泌物、两种免疫防御策略及其权衡进行综述,旨在了解昆虫防御分泌物及体内体外免疫权衡的研究现状和重要作用,深入剖析昆虫和外源因子的免疫互作效应和多样化的免疫防御策略,为促进该领域的发展和开发以昆虫免疫系统为靶标的新型杀虫剂提供新的思路和方法。     

九香虫防御分泌物的作用网络分析

【目的】释放防御分泌物在生物的进化、天敌防御、信息传递及生长发育和繁殖过程中具有重要作用。本文旨在探究网络药理学方法用于生物防御分泌物研究的可行性。【方法】以九香虫Aspongopus chinensisDalls为例,在已知其防御分泌物成分的基础上,运用网络药理学和生物信息学方法分析生物分泌物的作用。【结果】九香虫防御分泌物成分复杂,且5/12的成分未在数据库中预测到靶点,相关研究缺乏;生物信息分析结果表明,防御分泌物的作用靶点分布广泛,在代谢、信息传递等生物进程及酶、受体功能活性等分子功能上扮演了重要角色,且可能与化学致癌、信息传递及生殖细胞成熟等多种通路密切相关。【结论】九香虫防御分泌物成分复杂,且具有信息传递和机体代谢等功能活性。