Biocontrol strain of Bacillus subtilis AF 1 rapidly induces lipoxygenase in groundnut (Arachis hypogaea L.) compared to crown rot pathogen Aspergillus niger

Metabolic products of polyunsaturated fatty acids have been variously implicated in control of microbial pathogens. Induced resistance has been shown as one of the mechanisms of biological control by plant growth promoting rhizobacteria (PGPR). This paper reports a significant lipoxygenase (LOX) activity in groundnut seedlings with production of 13-hydroperoxyoctadecadienoic acid (13-HPODE) and 13-hydroperoxyoctadecatrienoic acid (13-HPOTrE) as major products with linoleic acid (LA) and -linolenic acid (ALA), respectively. Both the hydroperoxides are inhibitory to the growth of Aspergillus niger as measured in micro titer plates. Ours is the first report on induction of LOX activities in groundnut on treatment with a PGPR strain Bacillus subtilis AF 1, and with crown-rot pathogen, A. niger. Treatment with B. subtilis AF 1 enhanced LOX levels in groundnut similarly but earlier to A. niger – treatment. This induction of LOX during activation of growth and pathogen infection was discussed in light of the reported involvement of LOX both in growth and development as well as in plant-pathogen interaction, particularly induced disease resistance.     

GENETIC ANALYSIS AND MAPPING OF LIPOXYGENASE ISOENZYME Loxl OF RICE EMBRYO

为研究水稻种胚脂肪氧化酶Loxl的遗传规律及分子机制,以Loxl缺失突变体1297分别与Loxl活性正常的9311、日本晴杂交,构建2个F2群体,对2个F2群体种子的种胚Loxl进行定量测定和遗传学分析,结果表明低Loxl是受l对单基因控制的隐性性状。以1297与日本晴组配的F2分离群体300个单株为定位群体,将水稻种胚低Loxl基因定位于水稻第3染色体的RM4512和RM282之间,距两侧标记的遗传距离分别为13．0cM和9．1cM,为进一步的分子标记辅助育种和图位克隆打下了基础。通过人工加速老化对种子进行了耐储性评价,表明水稻种胚Loxl与种子储藏特性关系密切。     

京白梨果实采后PG、糖苷酶和LOX活性变化及其基因表达特性

 以京白梨为试材,测定贮藏期间果实多聚半乳糖醛酸酶（PG）、糖苷酶（β-Gal、α-L-Af）及脂氧合酶（LOX）活性及其基因表达变化及对1-MCP和低温的响应。结果表明,果实软化呈慢（3 d内）、快（3 ~ 9 d）、慢（9 d后）的变化趋势;PG、β-Gal、α-L-Af和LOX活性及其基因表达量均随果实软化呈不同程度增加,且β-Gal和LOX的活性均在果实采收后3 d内上升快,其基因的表达量亦迅速增加,由此认为β-Gal和LOX可能在果实软化早期起着更为重要的作用。经1-MCP处理和冷藏后,β-Gal、α-L-Af、LOX和PG的活性及基因表达显著受抑,延缓了果实软化进程,且1-MCP对β-Gal和LOX的抑制作用最强烈,尤其在处理前期。在果实冷藏过程中PG和β-Gal活性基本维持原有水平,其基因表达在贮藏前期受到抑制,LOX活性和基因表达均维持在极低水平,说明LOX对低温较其它酶敏感。因此认为,PG、β-Gal、α-L-Af和LOX均不同程度地参与了京白梨果实的后熟软化,在早期软化阶段β-Gal和LOX可能起着更为重要的作用,1-MCP对β-Gal和LOX活性和基因表达具有更显著的调控作用,而低温可能主要是通过抑制LOX活性和基因表达来抑制果实软化。     

番茄果实软化过程中钙处理对多聚半乳糖醛酸酶、脂氧合酶、伸展蛋白的影响

为探明番茄果实的一些生理特性,研究了4% CaCl2 溶液真空渗透处理的番茄果实,在软化过程中多聚半乳糖醛酸酶(PG)、脂氧合酶(LOX)、伸展蛋白(EXP)的变化。结果表明:在处理初期Ca2+ 对LOX活性及LeLOXB基因的表达有显著的抑制作用;在处理的后期,Ca2+ 对PG活性及PG、LeEXP1 基因表达有明显的抑制作用。并就Ca2+对PG、LOX、EXP及果实软化机理的影响进行了讨论。     

水稻珍汕97不育胞质与白叶枯病菌早期互作中的活性氧反应

 测定了珍汕97不育胞质和正常胞质的稻苗与白叶枯病菌在早期的互作反应,结果表明,互作体系刚建立时,稻叶内立即产生大量的超氧阴离子(O₂^-),从而激发超氧物歧化酶(SOD)和脂肪氧合酶(LOX)活性的增高,导致脂质过氧化物丙二醛(MDA)含量的提高。当特异性菌株Ah28接种在不育系材料(亲和组合)上,上述反应的变化幅度和产生量均小于与正常胞质的组合(非亲和组合),非专化性菌株Os14对活性氧代谢的诱导作用在两种胞质之间差异不明显。这说明不育胞质对白叶枯病较低的抗性和专化性菌株的特异致病性均与较低的活性氧代谢水平有关。     

大豆脂氧化酶与种子劣变关系的研究

大豆存在和缺失脂氧化酶同功酶近等基因系种子,含水量分别为14％和12％左右,在冰箱（0－2℃）和室温下贮藏3－6个月。结果表明,在冰箱贮藏条件下,无论脂化酶存在或缺失,含水量高（14％左右）或低（12％左右）种子油脂酸、碘价及种子活力均变化不大。在室温条件下贮藏,脂氧化酶存在比缺失近等基因系种子酸价明显高,碘价降低,活力指数也降低较大,这种变化在含水量较高的情况下更加明显。由此可见,脂氧化酶在贮藏温度较高、含水量较高的条件下,对种子劣变有促进作用。     

植物脂氧合酶在逆境胁迫应答中功能研究进展

脂氧合酶(Lipoxygenase, LOX)催化多不饱和脂肪酸加氧反应,进一步通过酶促或非酶促途径生成氧脂素(oxylipins)从而参与调节生长发育、胁迫应答等过程。为了深入了解脂氧合酶在植物应答逆境胁迫中的功能和作用机制,本研究归纳了近期在拟南芥、玉米等模式植物和作物中LOX在生物胁迫和非生物胁迫应答中功能相关研究进展,揭示了LOX家族成员在应答机械伤害、干旱、盐害等非生物胁迫和黄萎病、黄曲霉菌感染、线虫入侵、蚜虫咬食等生物胁迫中的功能,分析了各成员在胁迫应答过程中的分工合作甚至拮抗作用,以及13-LOX途径与9-LOX途径的“对话”,指出LOX活性、转录表达的调节是氧脂素合成和胁迫应答调控的重要组成部分,是潜在的作物遗传改良靶位点。LOX表达调控、作用机制以及脂氧合酶途径下游一系列代谢产物的鉴定和详细研究是未来该领域研究的重点。     

甘蔗脂氧合酶基因ScLOX1的克隆与表达分析

LOX属于脂氧合酶超家族(lipoxygenasesuperfamily),是脂肪氧化途径的重要因子,广泛参与植物生长发育的调节和对外界刺激的抵御。本研究基于甘蔗(Saccharumspp.)转录组数据库,通过RT-PCR技术,首次从新台糖22号(ROC22)蔗芽中克隆获得ScLOX1基因(GenBank登录号为MK106188)的cDNA全长序列。生物信息学分析显示,ScLOX1基因cDNA序列长度为2813 bp,开放读码框全长2664 bp,编码887个氨基酸,其编码蛋白的理论等电点为6.23,不稳定系数为39.77,亲水性平均值为?0.437,无信号肽和跨膜结构,但含有PLAT_LH2和Lipoxygenase活性位点,与高粱(Sorghum bicolor) LOX (XP_002466613.1)的氨基酸序列相似性高达95.96%。预测ScLOX1基因的编码蛋白为酸性稳定亲水性非分泌蛋白,属于type I类非传统9-LOX。qPT-PCR分析结果显示,ScLOX1基因在蔗芽组织中特异性表达。接种甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)后, ScLOX1基因的表达量在抗病品种崖城05-179中短暂上升,但在感病品种ROC22中显著下降。分别对瞬时表达ScLOX1基因的本氏烟(Nicotiana benthamiana)植株叶片接种烟草茄病镰刀菌蓝色变种(Fusarium solani var. coeruleum)和青枯菌(Ralstonia solanacearum),表型观察、3,3’-二氨基联苯胺(3,3’-diaminobenzidine,DAB)染色和烟草免疫相关基因的表达情况分析显示,ScLOX1基因的过表达能够增强本氏烟对烟草茄病镰刀菌蓝色变种的防御,但对烟草青枯菌的作用与对照相比无明显差异。研究还发现,ScLOX1基因的表达受茉莉酸甲酯和水杨酸抑制下调,但受脱落酸、氯化钠和聚乙二醇诱导上调。以上结果为深入研究甘蔗ScLOX1基因的功能提供参考资料。     

罗非鱼鳃组织中脂肪氧合酶的性质研究

试验结果表明脂肪氧合酶最适反应温度为30℃,最适pH为10.0和4.0。在pH10.0的条件下,最适底物浓度为2.5×10-4mol/L,Km值为0.073mmol/L,Vmax值为3.08×104U/mgprotein.min。EDTA对该酶有较强的抑制作用。而在pH4.0的条件下,最适底物浓度为5×10-4mol/L,BHA、BHT、TBHQ等抗氧化剂有较强的抑制作用。     

膜脂过氧化与水稻对稻瘟病抗性的关系

喷雾接种稻瘟菌后测定了水稻幼苗叶片内丙二醛含量及相对电导率的变化。结果表明：表现非亲和反应的水稻H8R叶片中丙二醛含量及相对电导率在接种后18 h开始增加,均于30 h和60 h形成一小一大的峰值,这正是水稻叶片过敏性坏死斑出现到形成时;而在亲和反应的H8S叶片中二者均只在接种后48～72 h间有一个相对升高期,其增幅均低于非亲和反应。同时证明,接种后30 h,H8R叶片中亚麻酸和亚油酸含量明显降低,而在亲和反应中基本不变。非亲和反应的水稻叶片中脂氧合酶活性在接种后18 h开始上升,在24 h和72 h分别出现两个峰值;亲和反应中该酶活性在互作后期（60～72 h）略有增加。这些结果说明脂氧合酶活性变化与膜脂过氧化表现明显的时间动态相关,膜脂过氧化引起的电解质渗漏是过敏性反应的主要生理机制之一。