细胞壁降解酶在辣椒尾孢霉致病过程中的作用

以辣椒尾孢霉(Cercospora capsici Heald. et Wolf.)为供试菌,采用分光光度计测定辣椒尾孢霉产生的细胞壁降解酶种类;通过电导率测定及透射电镜观察以探索细胞壁降解酶的致病作用。结果表明,辣椒尾孢霉在活体内外均可产生多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)、果胶甲基反式消除酶(PMTE)和羧甲基纤维素酶(Cx)等细胞壁降解酶,而β-葡萄糖苷酶只在活体外产生,且该菌在活体内和活体外产生的细胞壁降解酶活性差异较大。透射电镜观察结果表明,细胞壁降解酶对叶片的超微结构有破坏作用,病菌细胞壁降解酶在致病过程中能够损伤寄主的细胞膜,从而影响其透性;就细胞膜损伤率而言,混合酶的作用显著高于单一酶,果胶酶对细胞膜的损伤明显强于纤维素酶。     

杧果细菌性角斑病菌细胞壁降解酶的致病作用

【目的】从细胞壁降解酶的角度开展其致病机制的研究,探讨杧果细菌性角斑病在发病过程中产生细胞壁降解酶的种类及其在致病过程中的作用,以期为对该病害的有效监测和研发防控新技术提供理论依据。【方法】采用活体外诱导培养和病原菌接种处理,利用3,5-二硝基水杨酸法(DNS法)和紫外分光光度计法检测病原菌侵染过程中细胞壁降解酶活性变化,DDS-ⅡA型电导率仪测定叶片组织浸出液的电导率,并观测细胞壁降解酶对杧果叶片的致病作用。【结果】病原菌在改良的Marcus培养液和罹病组织中均能产生6种主要细胞壁降解酶,其中羧甲基纤维素酶(Cx)活性较高,多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)和β-葡萄糖苷酶次之,果胶甲基反式消除酶(PMTE)和多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)较低。病原菌接种杧果叶片后,6种酶活性显著升高,在病菌侵染前期(0~4 d),PMG接种后2 d达到最大活性高峰,酶活值为8.470 U?mg-1,以未含致病菌株的培养基接种杧果叶片作为对照,此时接种处理酶活值是对照的3.805倍;β-葡萄糖苷酶接种后4 d酶活性值最大,为15.190 U?mg-1,是对照的4.388倍。在病菌侵染后期(4~14 d),Cx、PG、PMTE和PGTE均在接种后的10 d达到最高峰,酶活性值分别为25.941、14.605、0.009、0.014 U?mg-1,是对照的2.672、14.634、12.571和4.121倍,在整个测定过程中,对照始终处于较低水平。此外,细胞壁降解酶对杧果叶片具有浸解作用,且浸解损伤程度与酶浓度成正比。【结论】细胞壁降解酶在病原菌的入侵和致病过程中起重要作用。果胶酶在病原菌侵染初期最早分泌并起作用,纤维素酶主要降解次生壁,致病作用发生在后期,并且果胶酶比纤维素酶对杧果叶片的致病作用明显。     

苹果轮纹病菌侵染机制的研究(英文)

苹果轮纹病菌(Botryosphaeriaberengrianaf.sppiricola)能在培养基及活体内产生一系列果胶酶:多聚半乳糖醛酸酶(PG)、聚甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)和果胶甲基反式消除酶(PMTE)。其中PG和PMG是降解果实胞壁的主要酶类,在整个致病过程中起重要作用。从结果可看出PG活性随着侵染的进展而升高,PMG的作用在侵染前期更大一些,2种果胶酶可能是引起被接种苹果果皮上还原糖变化的重要因素。接种与未接种果实果皮的pH值差异随侵染进程而降低,接种40d后,接种处pH值开始低于健康组织的pH值,这一变化可能造成细胞壁软化而有利于PG和PMG活动。接种后10～20d,PG活性及组织中还原糖的增长速度比其他阶段要快。对侵染点的病原组织学研究进一步表明,病菌产生的各种果胶酶不论是在侵染初期还是后期都是重要的致病物质。     

枣黑斑病菌细胞壁降解酶活性测定及致病性分析

【目的】以枣黑斑病菌产生的细胞壁降解酶为研究对象,明确其产生细胞壁降解酶种类和活性,探讨细胞壁降解酶在病菌致病中的作用,为细胞壁降解酶参与病原菌侵染机理的研究提供理论依据。【方法】利用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法和考马斯亮蓝(Bradford)法,通过紫外-可见分光光度计测定反应混合物吸光度,根据酶反应所释放的还原糖计算细胞壁降解酶活性。【结果】枣黑斑病菌在寄主体外不同碳源诱导下均能产生多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonase, PG)、羧甲基纤维素酶(Carboxymethyl cellulase, Cx)、β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase)、木聚糖酶(Xylanase)、聚甲基半乳糖醛酸酶(Polymethylgalacturonase, PMG)和果胶甲基反式消除酶(Pectin methyltranseliminase, PMTE)等6种细胞壁降解酶(Cell wall degrading enzyme,CWDE),但细胞壁降解酶活性存在一定差异,以骏枣果肉为外源诱导物,枣黑斑病菌产生β-葡萄糖苷酶活性明显高于其他5种酶,说明β-葡萄糖苷酶在枣黑斑病菌致病过程中有着重要的作用,而以滤纸为诱导物产生的β-葡萄糖苷酶活性高于其他诱导物,其活性高达10.104 U·mg~(-1)。枣黑斑病菌侵染枣果后产生的细胞壁降解酶种类及活性与体外不同碳源诱导的结果一致,可产生6种细胞壁降解酶,其中β-葡萄糖苷酶活性高于其他5种酶,且病健交界处β-葡萄糖苷酶的活性明显高于受侵染后的发病部位和未被侵染的部位。【结论】枣黑斑病菌在致病过程中起关键作用的细胞壁降解酶为β-葡萄糖苷酶,且在侵染过程中病健交界处的活性最高,而在寄主体外诱导β-葡萄糖苷酶最佳碳源为滤纸诱导物。     

嗜果刀孢菌在野杏叶片致病过程中主要酶的种类及活性分析

【目的】明确引起野杏穿孔病的嗜果刀孢菌（Wilsonomyces carpophilus）在致病过程中主要酶的种类及活性。【方法】通过3,5-二硝基水杨酸（DNS）法开展了细胞壁降解酶的种类及其活性的测定，并分析了野杏叶片受嗜果刀孢菌侵染后抗氧化酶活性的变化。【结果】首次发现嗜果刀孢菌在体外不同诱导物培养条件下均可产生木聚糖酶、多聚半乳糖醛酸酶（PG）、聚甲基半乳糖醛酸酶（PMG）等6种细胞壁降解酶，且酶活性呈显著差异。嗜果刀孢菌侵染野杏叶片后产生的细胞壁降解酶中PG和PMG酶活性最高，羧甲基纤维素酶活性最低；过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）3种抗氧化酶活性随嗜果刀孢菌侵染时间的延长呈先上升后下降趋势。【结论】首次明确果胶酶在嗜果刀孢菌致病过程中起重要作用，野杏叶片受嗜果刀孢菌危害后体内抗氧化酶活性升高。     

5种植物提取物抑制苹果树3种病原菌活性的研究北大核心

以苹果树腐烂病病菌(Valsa mali Miyabe et Yamada)、苹果轮纹病病菌(Botryospuaeria berengeriana)、苹果斑点落叶病病菌(Alternaria alternata)为研究对象,采用生长速率法对侧柏、五倍子、藿香、百部和旋覆花5种植物提取物的抑菌活性进行了测定,并测定了5种植物提取物对3种病原菌中3种细胞壁降解酶活力的影响。结果表明,5种植物提取物对3种病原菌菌丝生长均有不同程度的抑制作用,其中侧柏对3种病原菌的抑制活性最高,抑菌率分别为74.34%、62.13%、65.36%,其次为五倍子和藿香;5种植物提取物对3种病原菌纤维素酶(Cx)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)都有一定的抑制作用。结合5种植物提取物对3种病原菌菌丝生长及病原菌细胞壁降解酶的抑制作用,侧柏可作为防治这3种病害进一步开发的植物源药剂。     

5种植物提取物抑制苹果树3种病原菌活性的研究

以苹果树腐烂病病菌(Valsa mali Miyabe et Yamada)、苹果轮纹病病菌(Botryospuaeria berengeriana)、苹果斑点落叶病病菌(Alternaria alternata)为研究对象,采用生长速率法对侧柏、五倍子、藿香、百部和旋覆花5种植物提取物的抑菌活性进行了测定,并测定了5种植物提取物对3种病原菌中3种细胞壁降解酶活力的影响。结果表明,5种植物提取物对3种病原菌菌丝生长均有不同程度的抑制作用,其中侧柏对3种病原菌的抑制活性最高,抑菌率分别为74.34%、62.13%、65.36%,其次为五倍子和藿香;5种植物提取物对3种病原菌纤维素酶(Cx)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)都有一定的抑制作用。结合5种植物提取物对3种病原菌菌丝生长及病原菌细胞壁降解酶的抑制作用,侧柏可作为防治这3种病害进一步开发的植物源药剂。     

PG酶与果实的成熟软化

多聚半乳糖醛酸酶（PGs）是一种在细胞壁结构的改变中起重要作用的酶，它可以催化果胶分子中α～（1、4）－聚半乳糖醛酸的裂解，从而参与果胶的降解，它与果实的软化密切相关。PGs具有2或3种同工酶，它们分别出现于果实发育的不同阶段。PGs是由多基因家族编码的，各基因家族成员分别调节不同时空的表达，通过反义RNA技术和插入失活的方法可对PG基因进行调控。乙烯在翻译水平控制PG基因的表达而对PGmRNA的转录没有影响。气调贮藏、热处理、钙处理等贮藏措施能抑制果实PG酶的活性，延缓果实的后熟软化进程。综述了多聚半乳糖醛酸酶（PG酶）在果实成熟中的作用、PG酶同工酶、PG酶基因及其表达调控、乙烯及贮藏措施对PG酶活性和果实软化的调控。     

阿魏酸和那他霉素对采后黑莓果实细胞壁代谢的影响

以黑莓品种'Hull'为试材,采用阿魏酸和那他霉素浸泡黑莓果实,测定了果实细胞壁成分和细胞壁降解酶的活性,研究了采后处理对黑莓果实细胞壁的作用,以期阐明采后处理提高黑莓果实硬度的作用机制.结果 表明:阿魏酸和那他霉素处理后果实中纤维素和果胶含量高于对照组.阿魏酸处理可显著降低α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(α-L-Af)活性;那他霉素处理可显著降低β-半乳糖苷酶(β-Gal)和β-甘露聚糖酶(β-Man)活性;阿魏酸和那他霉素联用可以显著降低多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲酯酶(PME)和纤维素酶(Cx)活性,提高木葡聚糖内糖基转移酶(XET)活性.综上所述,阿魏酸和那他霉素处理可以下调黑莓果实中的细胞壁降解酶活性,提高细胞壁保护酶活性,抑制果胶、半纤维素和纤维素的分解,从而延缓黑莓果实软化.     

果实成熟软化机理研究进展

综述了果实成熟软化方面的研究资料,介绍了果实成熟软化过程中细胞壁组分和结构的变化以及相关机理的研究进展。研究认为果实的软化与PE(果胶甲酯酶)、PG(多聚半乳糖醛酸酶)、纤维素酶等酶的活性增强有关,果实成熟过程中PE、PG等细胞壁酶活性升高,使果胶、纤维素、半纤维素等细胞壁物质降解,细胞壁超微结构发生变化,从而引起果实硬度下降,果实变软。酶活性的升高受基因的调控,采后生物技术的研究为抑制果实成熟软化提供了新的途径。     

番茄叶面喷施硅和钙对果实硬度及相关生理代谢的影响

以番茄品种‘红双喜’为试材,研究了生长期叶面喷施硅、钙对果实硬度、细胞壁组成物质以及细胞壁代谢相关酶活性的影响。结果表明：叶面喷施7 mmol ? L-1 H4SiO4、7 mmol ? L-1 K2SiO3、7 mmol ? L-1 H4SiO4 + 45 mmol ? L-1 CaCl2和7 mmol ? L-1 K2SiO3 + 45 mmol ? L-1 CaCl2均显著提高了番茄采收当天和采后7 d的果实硬度,4个处理的果实在采收当天和采后7 d原果胶和纤维素含量显著高于对照,可溶性果胶含量以及多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase,PG）活性、果胶甲酯酶（pectin methylesterase,PME）活性、纤维素酶（cellulose enzyme,Cx）活性显著低于对照。在各处理中,以7 mmol ? L-1 H4SiO4和7 mmol ? L-1 K2SiO3处理的效果最好,采后7 d,果实硬度分别比对照高14.31%和13.84%,原果胶含量分别比对照高75.00%和68.10%,纤维素含量分别比对照高68.66%和80.60%,可溶性果胶含量分别比对照低28.41%和29.55%,PG酶活性分别比对照低18.70%和20.87%,PME酶活性分别比对照低13.61%和17.66%,Cx酶活性分别比对照低31.42%和31.38%。     

苹果3个早熟品种果实发育后期硬度及其相关生理指标的初步研究

 以‘泰山早霞’、‘极早红’和‘辽伏’3个早熟苹果品种为试材,研究果实发育期间果实硬度、细胞壁水解酶及淀粉酶活性、乙烯释放量的变化,旨在为探讨果实软化机理提供基本资料,并为早熟苹果品种软化的调控奠定基础。结果表明：① 3个参试品种果实发育过程中果实硬度基本均呈下降趋势,但品种间下降的幅度存在明显差异,其中‘辽伏’花后75 d硬度的下降幅度为35%,‘泰山早霞’50%,‘极早红’53%;② 3个品种果胶甲酯酶（PE）和淀粉酶（Amylase）活性差异不明显,‘泰山早霞’、‘极早红’的多聚半乳糖醛酸酶（PG）、纤维素酶（Cx）活性明显高于‘辽伏’,3个品种PG酶、Cx酶活性变化与其果实硬度变化呈显著负相关;③ 3个参试早熟苹果品种果实发育过程中,乙烯释放量与PG酶、Cx酶活性呈显著正相关。     

黄瓜抗黑星病品种表皮结构和若干酶系活性的研究

初步明确,黄瓜品种对黑星病菌具有结构抗病性,果实的抗病性与其表皮的厚度有关。通过对抗,感品种接种后致病酶系及抗病酶系变化的研究,初步明确了这两种酶系在抗病中的作用,抗,感品种染病后均表现为酶活性增加,抗病品种中抗病酶系活性增加快,且高于感病品种,而致病酶系活性增加则相反。     

南丰蜜橘果实纤维素代谢与化渣的关系研究

以化渣性好的‘沙糖橘’为对照,研究南丰蜜橘（‘南丰蜜橘97-1’和‘南丰蜜橘97-2’）果实发育过程中囊衣和汁胞的纤维素含量及相关代谢酶活性与化渣性的关系。研究结果表明,成熟期两个南丰蜜橘品种囊衣纤维质构指标（纤维强度、纤维延展性和纤维韧性）均显著高于‘沙糖橘’,‘南丰蜜橘97-1’显著高于‘南丰蜜橘97-2’;化渣性由好至劣感官评价结果为‘沙糖橘’>‘南丰蜜橘97-2’>‘南丰蜜橘97-1’。囊衣细胞壁的超微结构显示,果实成熟期囊衣细胞壁纤维素微纤丝分布密度由高到低为‘南丰蜜橘97-1’>‘南丰蜜橘97-2’>‘沙糖橘’。两个南丰蜜橘品种和‘沙糖橘’囊衣及汁胞的纤维素含量在整个果实发育过程中均呈下降趋势,以果实膨大前期至中期下降较快。除果实膨大前期外,‘南丰蜜橘97-1’囊衣的纤维素含量均显著高于‘沙糖橘’。与囊衣相比,汁胞中纤维素含量较少,并且在相同果实发育期两个南丰蜜橘品种往往低于‘沙糖橘’。酶活性分析表明,内切葡聚糖酶（Cx）、外切葡聚糖酶（C1）和β–葡萄糖苷酶的活性在果实膨大中期迅速升高,并且南丰蜜橘囊衣中的活性均高于‘沙糖橘’。囊衣中Cx和β–葡萄糖苷酶与囊衣纤维素含量极显著负相关,C1与囊衣纤维素含量显著负相关。结论：南丰蜜橘果实化渣性与囊衣纤维素密切相关;果实膨大前期至中期是纤维素降解的重要时期,Cx酶和β–葡萄糖苷酶是影响该过程的关键酶。     

‘黄冠’梨采后热处理和钙处理对其钙形态及细胞壁物质代谢的影响

 以‘黄冠’梨为材料,研究了采后热处理（38 ℃热空气24 h）,钙处理（6% CaCl₂浸果15 min）及热加钙处理（6% CaCl₂ + 38 ℃）对果实低温贮藏过程中钙形态及细胞壁物质代谢的影响,以清水浸果为对照。结果表明：果胶钙为果实中主要的钙形态,其含量占全钙的49.7% ~ 55.8%,钙处理、热加钙处理果实的总钙含量与对照相比分别增加了22.95和31.58 µg · g^-1;钙处理、热加钙处理显著抑制了果实纤维素、原果胶、水溶性钙及果胶钙含量的下降,促进了草酸钙含量的增加,延缓了果实硬度的下降;热处理、热加钙处理显著降低了多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果胶甲酯酶（PME）和纤维素酶活性。相关分析表明,果实硬度与纤维素、原果胶、水溶性钙和果胶钙含量呈极显著正相关,与可溶性果胶含量呈极显著负相关;PG和纤维素酶与果实硬度均呈极显著负相关,PME与果实硬度的相关性不显著。钙处理、热加钙处理通过抑制可溶性钙向难溶性钙转化、细胞壁组成成分降解以及降低细胞壁降解酶活性,延缓果实软化,其中以6% CaCl₂ + 38 ℃的处理效果最好。     

草酸钾处理对‘华特’毛花猕猴桃果实后熟软化的影响

 毛花猕猴桃‘华特’（Actinidia eriantha Benth‘Walter’）果实采后经50和75 mmol · L^-1草酸钾处理后在常温下贮藏,果实腐烂率显著低于对照,贮藏15 d比对照分别降低6.7%和10%,贮藏中后期果实硬度和维生素C含量显著高于对照;草酸钾处理降低了果实在贮藏前期的呼吸速率和乙烯释放速率,推迟了呼吸跃变,抑制了多聚半乳糖醛酸酶（PG）、木聚糖酶（Xyl）和β–半乳糖苷酶（β-Gal）的活性,这些生理效应与草酸钾处理有效延缓果实后熟软化进程密切相关。     

磷酸二氢钾对脐橙陷痕果发生及果皮细胞壁代谢的影响

 研究‘卡拉卡拉’（Citrus sinensis Osbeck‘Cara Cara’）和‘纽荷尔’（Citrus sinensis Osbeck ‘Newhall’）脐橙果实膨大期叶面喷施钾肥（0.2% KH2PO4）后,成熟期陷痕果发生率、果皮细胞壁物质成分、细胞壁代谢相关酶活性的变化规律及其关系。结果表明,KH2PO4处理对卡拉卡拉脐橙和纽荷尔脐橙的果皮厚度、硬度及其均匀度有不同程度的影响,卡拉卡拉脐橙的陷痕果发生率显著降低。纽荷尔脐橙的细胞壁代谢以及果皮力学性能受KH2PO4的影响较小,陷痕果率无显著变化。果皮果胶酶、纤维素酶、木聚糖酶、过氧化物酶活性的降低可以减缓果皮原果胶、纤维素和半纤维素成分的降解,降低果实成熟过程中果皮软化的速度,减少陷痕果的发生。     

伞形花内酯处理对美味猕猴桃果实品质和青霉病抗性的影响

通过体外试验,研究伞形花内酯对扩展青霉（Penicillium expansum）生长的影响;同时以美味猕猴桃‘布鲁诺’（Actinidia deliciosa‘Bruno’）为材料,研究0.5 mg · mL-1伞形花内酯处理对猕猴桃果实品质和腐烂率,以及果实损伤接种P. expansum后病斑直径和抗病相关酶活性及其基因表达的影响。结果表明,伞形花内酯能够有效抑制P. expansum孢子萌发和菌落生长（体外）;延缓猕猴桃果实可滴定酸和维生素C下降,以及可溶性固形物含量上升,降低果实的腐烂率;降低贮藏后期果实损伤接种P. expansum后病斑直径,延缓棒曲霉素的积累,提高果肉几丁质酶（CHT）、β–1,3–葡聚糖酶（GLU）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）的活性,以及编码这些酶的基因相对表达量。结果表明伞形花内酯处理有助于保持猕猴桃采后果实品质,并诱导提高果实对青霉病的抗性。     

‘徐香’与‘海沃德’猕猴桃冷藏期间组织结构与生理变化差异

以猕猴桃‘徐香’（较不耐贮藏）和‘海沃德’（耐贮藏）果实为试材，研究其在0 ℃贮藏期间生理及组织结构的变化差异，从而探究其与耐贮性的关系。结果表明：贮藏期间两品种果肉硬度均不断下将，‘海沃德’果肉硬度降至10 N的时间为150 d，而‘徐香’仅为95 d；‘徐香’的呼吸高峰和乙烯释放高峰的出现分别较‘海沃德’早20 d和10 d，且峰值分别高出16%和250%。贮藏期间‘徐香’果实的质量减少率也显著高于‘海沃德’。在整个贮藏期间，‘海沃德’果实的淀粉、原果胶、纤维素含量均高于‘徐香’，而淀粉酶（AM）、果胶代谢相关酶（多聚半乳糖醛酸酶PG、果胶甲酯酶PE、β–半乳糖苷酶β-Gal）和纤维素酶（Cx）的活性高峰值均低于‘徐香’。‘海沃德’的表皮毛极显著细短于‘徐香’；且角质层厚度及表皮细胞层数都大于‘徐香’；贮藏期间果肉细胞的形变程度‘海沃德’小于‘徐香’；‘海沃德’的细胞壁厚于‘徐香’，且贮藏期间中胶层分裂缓慢，线粒体较完整。总之，耐贮性好的猕猴桃品种角质层和表皮细胞厚，质量减少率较低，呼吸速率和乙烯释放速率慢，细胞壁酶活性低。