植物几丁质酶在抗真菌病害基因工程中的应用

植物几丁质酶因能水解真菌细胞壁的主要成分几丁质 ,在抗植物真菌病害反应中发挥了重要的作用。本文对植物几丁质酶的特性、分类、基因的诱导表达及其基因在抗真菌病害基因工程中的应用等进行了阐述 ,指出植物几丁质酶在抗真菌病害基因工程中的巨大应用前景     

木霉几丁质酶及其对植物病原真菌的拮抗作用

 木霉(Trichoderma spp.)作为重要的植病生防因子(biocontrol agents)一直受到普遍关注。木霉菌株产生的包括几丁质酶在内的细胞壁降解酶,在木霉重寄生中起重要作用。本文论述木霉几丁质酶的种类、诱导产生、理化特性及其对植物病原真菌的拮抗作用,并对木霉几丁质酶及其基因的生防应用进行讨论。     

豇豆几丁质酶纯酶液对不同真菌的作用

几丁质酶(EC 3.2.1.14)广泛存在于植物中,当受到病原菌侵染或其它诱导因子诱导时,植物体内几丁质酶活性显著提高。菜豆纯几丁质酶具抗Trichoderma viridae活性,转菜豆几丁质酶基因的烟草植株增强了对Rhizoctonia solani的抗性。作者研究了经诱导、提纯的豇豆几丁质酶对不同真菌的作用,为开展抗真菌病基因工程研究奠定了基础。 1 材料与方法     

植物抗真菌病害基因工程研究进展

在寄主与病原互作的研究中,通过分子生物学与生物技术成功分离和克隆了大量植物防御相关基因,这些基因的表达产物——蛋白、肽或抗菌素直接对病菌有毒害作用或在侵入位点抑制病菌的生长;直接抑制病菌的毒性产物或增强植物结构抗性基因,直接或间接活化植物整体防御反应;增强过敏性坏死反应中与无毒基因互作的抗性基因。将这些基因引入植物,转基因植物显示出对病原真菌明显的抑制作用,在提高植物抗性方面具有广阔的发展前景。     

利用转基因植物防治真菌病害的策略

新开发的限制性片段长度多态性技术和基因转移技术都可用于抗真菌病害的新品种培育。本文就与此相关的小种—品种专化性的抗性特征,非特异抗性的两组分系统,对真菌有毒性的化合物包括植物抗毒素,钝化核糖体的蛋白质,抗真菌的蛋白质和真菌酶的抑制物等作了较详细的介绍。     

关于抑制植物病原真菌几丁质酶来源及效应的研究强作用黄杆菌的分离和鉴定

 将分离和已报道的15种微生物(细菌6种、放线菌2种、真菌7种)在几丁质平板上比较产酶情况,选择其中活性高、有代表性的3种微生物(细菌B1、真菌F1及放线菌S1)与植物(菜豆、小麦)、动物(青蛙、黑鱼)一起进一步进行几丁质酶活性和对病原真菌抑制作用的试验研究。在几丁质酶活性上,青蛙酶活性最高,其次是真菌、细菌和黑鱼,而小麦和菜豆最低。在对真菌的抑制作用上,细菌的作用最强,其次是小麦、菜豆和和放线菌,而青蛙对真菌的作用却不明显为此,我们选用细菌B1作为深入研究的材料,并对细菌B1进行分类鉴定,其属于黄杆菌属(F-lavobactrium sp),B1主要特征是:革兰氏阴性,周生鞭毛,菌体黄色,杆状,单个或成短链,仅从葡萄糖和少数几种糖中产酸,G⁺C含量是70,0mol%。     

喷雾诱导基因沉默技术在植物真菌病害防治中的研究进展

植物病原真菌是农业上的第一大病原菌,能够持续性地给全球的作物和果蔬产量带来严重的损失。目前真菌病害的防治方法主要依赖化学农药的大量使用,这也带来了真菌耐药性、食品安全以及生态环境污染等问题,因此开发应对病原真菌的新型绿色防控技术迫在眉睫。喷雾诱导基因沉默（spray induced gene silencing,SIGS）技术是一种通过外源施用双链RNA或小干扰RNA的方式来控制病原体关键靶标基因的生物技术,是农业生产上颇具潜力的新型绿色防控技术之一,目前已经成功应用于多种病原真菌的防控。本文主要综述了SIGS技术原理及其在植物真菌病害防治研究中的研究进展,旨在为开发用于防治植物病原真菌的生物农药提供研究基础。     

我国植物真菌病害的研究现状及发展策略

植物真菌病害研究可为病害防控策略的制定与防治技术的研发提供理论依据。本文基于国内外植物真菌病害研究进展、发展趋势以及国内研究现状与存在的差距,探讨了我国植物真菌病害研究的重点领域及促进学科发展的主要策略。     

真菌源蛋白类激发子及其转基因植物研究进展

真菌源蛋白类激发子是广泛存在于植物病原真菌的信号传导分子,不仅在植物与病原菌互作中起重要作用,而且还具有广谱诱导植物抗性和促进植物生长的功能。本文就真菌源蛋白类激发子的种类、功能及蛋白激发子基因转化植物等研究进行了综述。     

植物凝集素在抗刺吸式害虫转基因工程中的应用

植物凝集素是一类具有高度特异性糖结合活性的蛋白,含有1个或多个可与单糖或寡聚糖特异可逆结合的非催化结构域,在农业生产上应用前景广阔。本文简要概述了几种植物凝集素:雪莲凝集素、天南星科植物凝集素、苋菜类植物凝集素在抗刺吸害虫基因工程上的应用,并简单介绍了转双价抗虫基因方面的研究。     

球孢白僵菌SJ-05几丁质酶基因的克隆与序列分析

几丁质酶在昆虫真菌侵染寄主过程中起着重要的作用。本文对采自内蒙古准格尔旗沙棘木蠹蛾的球孢白僵菌菌株SJ-05进行了几丁质酶的基因分析,从中克隆了几丁质酶Bbchit基因,得到了重组质粒pMD19-T/chit。测序结果表明,Bbchit基因核苷酸序列阅读框架全长为1047 bp,编码348个氨基酸,推测分子量为36.924 ku,等电点为5.94。氨基酸序列比对结果表明,与球孢白僵菌Bb0062菌株（AAN41259.1）的氨基酸序列相似性最高,为99.71%。     

寄主诱导的基因沉默技术研究和应用进展

病原真菌严重威胁着农作物的产量和品质,提高作物抗性是病原真菌病害防控的重要措施。寄主诱导的基因沉默(host induced gene silencing,HIGS)技术是在RNA干扰的基础上发展而来,以病原真菌生长发育和侵染过程中的关键基因为靶标,通过在寄主植物中表达这些基因的干扰RNA从而抑制病原真菌中靶标基因的表达,达到抵制病原真菌扩展,提高寄主植物抗病性的目的。近年来,HIGS技术被用于防控多种由病原真菌引起的病害,并取得了明显成效,为植物抗病资源的开发及应用提供了新途径。本文综述了HIGS技术的原理、技术路线、操作方法和国内外的主要研究进展,总结了操作中需要注意的事项,并对该技术的发展趋势和应用前景进行了展望。     

转基因水稻对稻瘟病的抗性研究

 采用苗期初筛、复筛、抗谱测定和田间自然诱发试验等不同鉴定方法,对经分子检测证明已整合有碱性几丁质酶基因和β-1,3-葡聚精酶基因的22个转化系的转基因水稻植株进行稻瘟病抗性鉴定研究,筛选出对稻瘟病的抗性比原种对照七丝软占有明显提高的一系列转基因水稻品系,其中表现高抗的有来自F4-9转化株系的7个品系。高抗材料的R7代品系,经室内抗谱测定及田间病圃试验结果,仍然表现高抗稻瘟病。本研究通过转基因技术,成功地将优质感病品种改良成高抗品系,研究结果证明了利用基因工程手段培育抗病水稻新品种是一个非常有希望的育种途径。     

绿色木霉几丁质酶基因Tvchi cDNA的克隆、原核表达与活性分析

 利用RT PCR方法从绿木霉ZBS 6中扩增了几丁质酶基因Tvchi,序列分析表明Tvchi 开放阅读框为1 293 bp,编码430个氨基酸残基,Blast 分析表明,与多种木霉18家族内切几丁质酶具有较高的同源性。将该基因克隆到原核表达载体pET 28a上,转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导,SDS PAGE和Western印迹分析表明成功的获得了47 kD 的融合蛋白。该融合蛋白经Ni NTA柱亲和纯化,获得了纯度较高的融合蛋白Tvchi。Tvchi最适酶活温度为37℃,最适酶活pH值为6.8。表达产物对小麦全蚀病、赤霉病、纹枯病病原菌显示出较好的抑菌活性。本研究结果将为进一步研究木霉几丁质酶的应用提供了基础。     

几丁质酶活性与大豆抗疫霉根腐病的关系

测定了大豆不同抗性品种接种大豆疫霉菌后的几丁质酶活性的变化情况。结果表明：未接种的不同大豆品种中的几丁质酶活性无明显区别。大豆疫霉菌侵染后不同抗性的大豆品种的几丁质酶的含量和活性均有不同程度的提高。抗病品种酶活性上升的速度比感病品种快,酶的高活性维持的时间较长。抗病品种在接种后24 h酶活性达到峰值,中感和感病品种在接种后48 h达到峰值。说明大豆疫霉菌可诱导几丁质酶产生,大豆品种的抗病性与几丁质酶的活性呈正相关关系。酶学特性的研究结果表明,酶反应的最适温度为45 ℃,最适pH为5。该酶在45 ℃以下,pH在4~6时酶活性稳定,超过60 ℃,pH超过7时酶活性丧失较快。Mn2+、Zn2+、Ba2+、Fe3+、Ca2+对酶活性有激活作用,Al3+、Ag+、Fe2+、K+、Mg2+、Cu2+、Hg2+对酶活性有抑制作用。     

基因工程技术提高烟草抗病虫性的研究进展

烟草既是重要的经济作物,同时又是双子叶模式植物,因此以烟草为对象展开研究一方面可以阐明异源基因的功能,另一方面有可能获得对病虫害抗性提高的有实用价值的转基因烟草株系。本文综述了近年来国内外利用转基因技术,在验证抗病虫害基因功能、提高烟草抗病虫害生物逆境方面的研究进展,以期为其他作物的抗病虫害研究提供借鉴。     

拟康宁木霉T 51几丁质酶活性及内切几丁质酶基因克隆与分析

木霉是一类重要的生防真菌,木霉产生的几丁质酶在其生物防治的重寄生过程中起着重要作用。拟康宁木霉Trichoderma koningiopsis T-51是一株对番茄灰霉病有生防潜力的木霉菌株,本文测定了T-51菌株产生几丁质酶的活性,结果表明T-51在PDB中液体培养以及与灰霉病菌在PDA上对峙培养时产生的几丁质酶活性显著受到灰霉病菌的诱导。采用RACE技术首次克隆了拟康宁木霉T-51中一个几丁质酶基因Tkchit42,全长为1 817bp,包含4个外显子和3个内含子。预测该基因有一个1 275bp的开放阅读框,编码424个氨基酸,预测的蛋白总分子量为46.378kDa,预测的等电点(pI)为5.16,与T.koningii中42kDa内切几丁质酶的氨基酸序列相似性达到99%。     

Response of transgenic cucumber expressing a rice class I chitinase gene to two fungal pathogens with different infectivities

A transgenic cucumber line (CR32) over-expressing the rice class I chitinase gene exhibited resistance to Phytophthora rot (Phytophthora nicotianae var. parasitica) but not to Fusarium wilt (Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum). The infection behavior of these fungi on CR32 and nontransgenic plants was examined with an optical microscope. In zoosporangia of P. nicotianae var. parasitica, the rates of germination and penetration on leaves of both CR32 and nontransgenic plants were almost equal. After infection, however, the growth of infection hyphae was markedly suppressed in CR32 compared with their growth in the nontransgenic plants. In F. oxysporum f. sp. cucumerinum, the infection hyphae localized in petiole vessels of both CR32 and nontransgenic plants, and growth did not differ in the two plants. We investigated the antifungal activity of a high-molecular-weight fraction (HF) and a low-molecular-weight fraction (LF) of crude leaf extracts from CR32 and from the nontransgenic line. CR32 HF, which included the rice chitinase, had antifungal activity only against F. oxysporum f. sp. cucumerinum. In contrast, CR32 LF, which did not have the rice chitinase, had strong antifungal activity against the two fungi. These results suggested that a low-molecular-weight antifungal substance(s) was induced in CR32 and might function as a factor of resistance to P. nicotianae var. parasitica, which has cell walls that almost never contain chitin. Because rice chitinase has already been demonstrated not to localize in vessels of CR32, the infection localization of F. oxysporum f. sp. cucumerinum in vessels might enable the fungus to avoid antifungal substance(s), resulting in Fusarium wilt in transgenic cucumber.     

黄蓝状菌几丁质酶基因tfchi1的克隆、表达及抗菌活性

 为研究黄蓝状菌（Talaromyces flavus）几丁质酶性质和作用,通过RT PCR、3′ RACE及5′ TAIL PCR技术克隆了一个黄蓝状菌几丁质酶基因tfchi1,该基因全长为2 561 bp,含有6个内含子,包含一个1 194 bp的ORF,编码397个氨基酸,分子量为43.47 kDa,属于糖苷水解酶第18家族。利用基因重组的方法构建酵母分泌型表达载体pPIC9K/tfchi1,并转化毕赤酵母,筛选得到一株高效表达几丁质酶的工程菌GS TFCHI1 9,甲醇诱导第7 d酶活性最高,达32.29 U·mL-1。SDS PAGE检测纯化重组蛋白的分子量约44 kDa。重组几丁质酶Tfchi1最适反应温度为35℃,最适反应pH值为5.5,在pH 6～8之间稳定。Zn2+、Cu2+对 Tfchi1活性有明显的抑制作用。抑菌活性测定结果显示,Tfchi1可明显抑制敏感植物病原真菌的菌丝生长和分生孢子萌发。该酶在几丁质资源的开发利用和生物防治等领域具有较广的应用前景。