螺旋毛壳ND35 β-1,3-葡聚糖酶的诱导、性质及其抑菌作用

 以病原菌Rhizoctonia solani的细胞壁为诱导物,模拟毛壳菌自然的重寄生过程,研究了内生真菌螺旋毛壳(Chaetomium spirale) ND35 β-1,3-葡聚糖酶的产酶条件、性质,尤其是不同碳源的调控作用。结果表明,不同种类的真菌细胞壁及几丁质和昆布多糖,均可诱导产生β-1,3-葡聚糖酶,而作为分解代谢产物的葡萄糖则抑制产酶。经硫酸铵沉淀、DEAE-Sepharose阴离子交换层析及Phenyl-Sepharose疏水层析,并通过SDS-PAGE鉴定,纯化了一种分子量约为73 kDa的内切β-1,3-葡聚糖酶GLUC73。其最适反应温度为55℃,在40℃以下较稳定;最适pH值为5.5,在pH 5-9范围内均很稳定;酶活性受Hg²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Mg²⁺等金属离子不同程度的抑制,Mn²⁺和Co²⁺对酶有激活作用;以昆布多糖为底物时,该酶的米氏常数K_m为0.412 mg·mL^-1,最大反直速度V_max为3.876 U·mL^-1。粗酶液同时具有β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性,离体抑菌试验表明,对苹果炭疽病菌(Glomerella cingulata)、杨树腐烂病菌(Valsa sordida)、苹果树腐烂病菌(Valsa mali)的菌丝生长和孢子萌发有明显的抑制作用。通过对β-1,3-葡聚糖进行免疫细胞化学标记和超微结构观察,间接证明了β-1,3-葡聚糖酶在螺旋毛壳重寄生过程中的作用。     

大豆疫霉菌对大豆下胚轴侵染过程的细胞学研究

 接种后1.5~24h,用光镜和电镜研究了2个大豆品种与大豆疫霉菌Ps411的亲和性和非亲和性互作。观察结果表明,大豆疫霉菌对大豆下胚轴的侵染过程可分为侵入前、侵入、皮层组织中的扩展和进入维管束组织4个连续阶段。大豆下胚轴接种后在25℃保湿培养,1.5h后游动孢子即形成休止孢并萌发产生附着孢,3h后侵入表皮细胞,6h后进入皮层组织,24h后进入维管束组织。病原菌主要以侵染菌丝直接侵入表皮,表皮细胞间隙是主要侵入部位。皮层细胞是病原菌定殖和发展的主要场所,胞间菌丝侵入皮层细胞并形成吸器。在菌丝与寄主细胞接触部位的寄主细胞壁与质膜之间常有胞壁沉积物的形成。在抗病品种上病菌的侵染事件与感病品种基本一致,但不能形成正常的吸器,胞壁沉积物明显多于感病品种,菌丝在寄主组织内的扩展明显受到抑制。利用β-1,3-葡聚糖免疫金标记单克隆抗体进行的免疫细胞化学的研究表明,胞壁沉积物内含有大量的β-1,3-葡聚糖,在大豆疫霉菌菌丝壁中也存在β-1,3-葡聚糖。以上结果表明,病原菌的侵染可诱导抗病寄主细胞内β-1,3-葡聚糖迅速的合成与积累、并形成胞壁沉积物,以抵御病菌的侵染与扩展。     

香蕉采后炭疽病发生与几丁酶和β-1,3-葡聚糖酶的关系

 几丁酶和β-1,3-葡聚糖酶普遍存在于植物体内,但迄今未在植物中发现有几丁质存在。植物中几丁酶提取液能高度抑制真菌的生长,而β-1,3-葡聚糖酶能起协同作用。     

不同分子量壳多糖对植物病菌的拮抗作用及其诱导提高寄主植物抗病性

采用固体培养基体外抑菌法研究了分子量为1002、2350、5060的三种壳多糖对22种植物病原菌的拮抗作用.结果表明:三种壳多糖对供试植物病原菌有不同程度的抑制作用,随壳多糖浓度的增加对不同病原菌的抑制作用增强,壳多糖的分子量对植物病菌的抑制作用没有显著影响.壳多糖对活体植株染病的防治效果与壳多糖的使用次数呈正相关,水溶性壳多糖(分子量为2350)对活体植株染病的防治效果最好.壳多糖可诱导植物产生与抗病有关的过氧化物酶和β-1,3葡聚糖酶,而这些酶的产生随着处理次数的增加依次增加,分子量为2350的壳多糖诱导作用最佳,可使过氧化物酶活性增加4倍以上,β-1,3葡聚糖酶活性增加2倍以上.     

十字花科黑腐病菌纤维素酶主效基因XC0639 CBD结构域功能的分析

十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv. campestris,Xcc)几乎能引起所有十字花科植物产生黑腐病[1]。该菌是研究植物与病原微生物互作的模式菌株之一[2]。植物病原菌在侵染宿主植物时需要先降解植物细胞的细胞壁,纤维素和半纤维素是细胞壁的主要成分。纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一类复合酶,主要由内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶以及β-葡萄糖苷酶3类酶组成,三者作用方式不同,但能协同催化水解纤维素[3]。     

β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性与大豆对疫霉根腐病抗性的关系

 为了明确β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶与大豆抗疫霉根腐病的关系,测定了不同抗性大豆品种接种大豆疫霉菌后β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性的变化情况和2种酶对大豆疫霉菌的抑制作用。结果表明,大豆疫霉菌能诱导大豆β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性增强,但2种酶在积累速度和幅度上,抗病品种和感病品种有显著的差异。与感病品种"857-1"相比,抗病品种"垦农4号"2种酶活性不仅升高的速度快、幅度大,且高活性维持的时间长。β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶混合液对大豆疫霉菌的菌丝生长、孢子囊形成和孢子萌发的抑制作用明显,其次是β-1,3-葡聚糖酶,而几丁质酶对大豆疫霉菌的抑制作用不明显。表明大豆对大豆疫霉根腐病的抗性与β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性呈正相关关系。β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶混合对大豆疫霉菌的抑制具有协同增效作用。     

虎杖提取物对苹果腐烂病菌的抑菌机制

本文采用乙醇热回流法提取虎杖,以苹果腐烂病菌为指示菌,利用固体培养方法研究虎杖乙醇提取物对病菌的抑制率,通过液体培养方法研究其对菌丝形态、菌丝干重等的影响,同时探究其对菌丝体内几丁质酶活性、β-1,3-葡聚糖酶活性、蛋白酶活性、可溶性蛋白含量及还原糖含量等一些生理生化指标的影响。结果表明,虎杖乙醇提取物对苹果腐烂病菌有明显的抑制作用。当虎杖提取物浓度达800 mg/L时,对菌丝干重的抑制率高达96.5%;抑制蛋白、葡萄糖等菌体细胞内物质的合成,其含量最高可降低为对照的45.2%和23.0%,从而使病菌代谢速度减慢,抑制其生长;使2种细胞壁相关水解酶,几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶的活性分别升高3.36和7.98倍,降解细胞壁,破坏菌体结构,使菌体自溶。     

几丁质酶基因和β-1.3-葡聚糖酶基因的克隆及双价基因在枯草芽胞杆菌B-908中的表达

 本文综述了几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的研究历史及特点,几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的分子生物学方面研究进展,以及几丁质酶基因和β-1,3-葡聚糖酶基因在植病生防方面的应用概况。以几丁质酶产生菌粘质沙雷氏菌Serratia marcescens和β-1,3-葡聚糖酶产生菌环状芽孢杆菌Bacillus circulans为供体菌株,提取其染色体DNA。经Sau3 Al部分酶切后,插入克隆质粒pUC19,分别建立了几丁质酶基因文库和β-1,3-葡聚糖酶基因文库。     

内生菌螺旋毛壳抗生素和水解酶的协同抗真菌作用

 生防因子螺旋毛壳(Chaetomium spirale) ND35生长于含立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)菌丝细胞壁制备物的SM培养基中,从培养滤液提取的粗酶液强烈抑制Valsa sordida、Valsa mali、Glomerella cingulata和Curvulavia lunata病原真菌的菌丝生长和孢子萌发。经DNS法检测,粗酶液同时具有β-1,3-葡聚糖酶(包括内切和外切酶)和几丁质酶活性,分别为0.19 U.mg-1和0.09 U.mg-1。生长于3%玉米粉浸渍液的螺旋毛壳ND35的培养滤液也能抑制上述病原菌的菌丝生长和孢子萌发。离体条件下检测了ND35产生的一纯化的具有分子量为73 kD的内切β-1,3-葡聚糖酶(GLUC73)和一纯化的抗生素对苹果炭疽病菌的分生孢子萌发和芽管延长的抑制效果。当内切β-1,3-葡聚糖酶使用浓度为180 μg·mL^-1时,抑制了测试真菌的孢子萌发,造成细胞壁的改变,导致了菌丝顶端的破裂;抗生素的有效抑菌中浓度ED₅₀为1.75 μg·mL^-1。单独应用时,1.0 μg·mL^-1的抗生素或40 μg·mL^-1的内切β-1,3-葡聚糖酶没有或仅有很低的抑菌效果;两者组合导致孢子萌发约78%受抑制。甚至10 μg·mL^-1的内切β-1,3-葡聚糖酶也使1.5 μg·mL^-1抗生素的抑菌作用从低于25%增加到超过50%的抑菌效果。此外,80 μg·mL^-1的内切β-1,3-葡聚糖酶使1.0 μg·mL^-1抗生素的抑菌活性从0%提高到90%。抗生素和β-1,3-葡聚糖酶的协同抗菌活性可能在内生菌螺旋毛壳的植病生防中起重要作用。     

贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis YB15β-葡聚糖酶的抑菌作用与基因克隆

本文在对峙法验证贝莱斯芽孢杆菌B. velezensis YB15具抑菌作用的基础上,用透明圈法、DNS法研究其产β-葡聚糖酶特性,利用对峙法验证该酶抑菌作用,通过PCR法获得目的基因,分析克隆序列并预测其蛋白质结构与功能。结果表明,该菌株对多种病原真菌有拮抗作用,杨树紫纹羽病菌拮抗带达11.0 mm,该菌提取的葡聚糖酶粗酶液对杨树紫纹羽病菌抑菌带为10.6 mm,说明葡聚糖酶在菌株YB15抑菌中有重要作用。不同接种方法影响菌株YB15葡聚糖酶水解透明圈形成,点种法水解圈与菌落直径之比在72 h可达14.1,效果最好。克隆所得菌株YB15葡聚糖酶基因命名为Bglu1,该基因序列长732 bp,编码243个氨基酸,此酶蛋白氨基酸序列与解淀粉芽孢杆菌TB2β-1,3-1,4-葡聚糖酶同源性较高,属糖基水解酶16家族,N端疏水区存在信号肽并具跨膜区域,推测其为分泌蛋白。     

pHBA对菜心炭疽病的诱导抗性及植株生理特性的影响

 以菜心品种为材料,设置不同浓度对羟基苯甲酸(pHBA)处理,并通过人工接种炭疽病菌,研究pHBA对菜心炭疽病的诱导抗性作用机理。结果表明,在菜心生长发育过程中根系可以分泌出pHBA。pHBA对菜心的生长、产量形成和炭疽病的发生有明显的影响。适宜浓度的pHBA处理可促进菜心生长,提高植株对炭疽病的抗性,显著地降低病情指数(DI),提高菜薹产量,但当pHBA积累到一定浓度时,就对菜心植株产生自毒作用,提高DI和降低菜薹产量。炭疽病菌的感染破坏了植株细胞膜,增强细胞膜透性水平,诱导产生病程相关蛋白(几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶)和细胞壁物质(木质素、富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP))。适宜浓度的pHBA处理可抑制炭疽病菌对细胞膜透性的伤害,加强诱导提高几丁质酶活性、β-1,3-葡聚糖酶活性、木质素含量和HRGP含量,引起细胞壁木质化加强,增加了菜心植株对炭疽病的诱导抗病能力,从而阻止病原菌进一步侵入和扩散,抑制炭疽病菌对菜心产量造成的损失。     

内吸杀菌剂烯唑醇对小麦条锈菌和白粉菌发育影响的研究

 小麦幼苗分别用小麦条锈菌和白粉菌接种3天后,用内吸杀菌剂烯唑醇喷雾施药。电镜观察烯唑醇对条锈菌和白粉菌在寄主上发育的影响,结果表明,烯唑醇引起两种病菌和寄主细胞发生一系列变化。小麦条锈菌和白粉菌菌丝细胞壁的内层普遍不规则地加厚,菌丝细胞的隔膜发育受阻而成为畸形;两病菌的吸器外间质变宽,并沉积有电子致密度较高的物质。小麦条锈菌的部分吸器母细胞产生的畸形入侵栓,不能穿透寄主细胞壁,部分吸器不能正常发育,吸器体呈分枝状,不能完全扩张、膨大。此外,被侵小麦细胞所分泌的物质可将条锈菌吸器完全包围起来。小麦条锈菌和白粉菌以上的细胞学变化可能导致了它们进一步发育受阻。     

转基因水稻中β-1,3-葡聚糖酶基因启动子缺失体P3的激发子诱导活性

 选择合适的启动子是植物抗病基因工程的关键性因素,病原菌诱导型启动子的获得将为植物提供更多的启动子选择。将大麦β-1,3-葡聚糖酶同工酶GⅢ基因启动子的缺失体片段P3与报告基因gus (β-葡聚糖酸醛苷酶基因)偶联,构建植物表达载体,通过农杆菌介导法转化水稻。PCR结果表明,所获得的10株潮霉素抗性水稻植株均呈PCR阳性;DNA印迹法结果显示,9株含P3/gus的融合基因已整合到水稻基因组DNA中。GUS组织化学染色及荧光法结果显示,P3缺失体驱动的gus在激发子诱导后,获得了高水平表达。T₁代种子的GUS组织化学染色结果也表明,激发子可以诱导高水平的P3活性。     

黑痣病菌毒素对马铃薯幼苗生理生化抗性相关物质的诱导

为了探讨马铃薯抗黑痣病机制,采用毒素接种脱毒组培苗的方法,研究了黑痣病菌毒素对马铃薯不同抗性品种幼苗体内病程相关蛋白、木质素及游离脯氨酸含量的影响及其与抗黑痣病的关系。毒素处理后,感病品种大西洋和抗病品种底西芮幼苗几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性均明显升高,36 h升高幅度均达到最大,感病品种升幅大于抗病品种。底西芮和大西洋木质素及游离脯氨酸含量也大幅增加,但抗病品种的增加幅度大于感病品种。研究表明,黑痣病菌毒素诱导几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性升高以及木质素和游离脯氨酸含量增加是马铃薯幼苗抵抗毒素胁迫的内在机制;木质素、游离脯氨酸含量与品种抗病性呈正相关,而几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶活性变化则不是引起品种抗性差异的主要原因。     

木霉REMI突变株主要生防酶活性改变及其基因部分序列差异的研究

本文探讨了来源于同一出发菌株木霉T21的不同木霉REMI突变株的主要生防酶活性的改变及其基因部分序列的差异,利用生化技术测定了木霉几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶酶活性,并对这两种酶的基因部分序列进行了分析.结果表明,木霉REMI突变株几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性变化较大;相对于出发菌株T21,菌株Ttrm68和Ttrm31酶活性极显著高于出发菌株T21,而Ttrm94则极显著低于T21.采用简并引物克隆几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶基因的部分序列,发现菌株Ttrm68、Ttrm31在几丁质酶基因中插入了GGTATCGATATCGAC片段,菌株Ttrm94在β-1,3-葡聚糖酶基因中插入了GTC片段.     

新型2,4-二苯基-1,3-噁唑啉类杀螨剂的研究进展

乙螨唑是日本八州化学工业株式会社于20世纪80年代中期发现并于1998年商品化的惟一的2,4-二苯基-1,3-唑啉类新型杀螨剂,其通过抑制在哺乳动物和高级植物中没有而只存在于昆虫表皮和真菌细胞壁的几丁质的合成,可高选择性地防治害虫和害螨,具有高效、低毒和对非靶标生物安全的特性,符合当今绿色杀虫剂的要求和目标。本文概述了该类杀螨剂的先导发现、结构修饰及构效关系以及作用机制的研究进展,旨在为设计新颖、高效、低毒、绿色的2,4-二苯基-1,3-唑啉类杀虫、杀螨活性分子提供参考。     

芥菜乙醇提取物对西瓜枯萎病菌的抑菌机制

为探究芥菜乙醇提取物对植物病原菌的抑制机理,以西瓜枯萎病菌Fusarium oxysporum f.sp. niveum为指示菌,以最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)0.5 g/mL为基准,设置0、0.25、0.5和1.0 g/mL共4种处理浓度,通过测定菌丝形态结构、菌液电导率、菌体丙二醛含量、细胞壁相关水解酶活性、呼吸代谢途径酶活性、可溶性蛋白含量及还原糖含量等指标的变化分析其抑菌机理。结果显示,1.0 g/mL芥菜乙醇提取物对西瓜枯萎病菌的处理效果最好,其中,处理后病菌菌液的电导率明显增大,最大可达1.45 ms/cm,是对照组的1.57倍;丙二醛含量达3.16 mmol/g,为对照组的2.24倍;几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性最高,分别为10.57 U/g和14.16 U/g,较对照组分别显著升高了48.04%和17.80%,同时细胞壁降解,使细胞完整性受损;琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶的活性最低,分别为7.33 U/mg和0.28 U/mg,较对照组分别显著下降了73.02%和47.17%;可溶性蛋白和还原糖的含量显著降低,分别为0.44 mg/g和5.34 mg/g,较对照组分别下降了60.71%和56.30%,呼吸能量代谢受阻,抑制菌体生长。表明芥菜乙醇提取物可有效防治西瓜枯萎病。     

河北省和北京市小麦白粉病菌寄主范围研究初报

小麦白粉病菌寄主范围的研究,我国尚未见报道。Nava Eshed等在以色列发现有18个属37个种的野生植物,是小麦白粉病菌的中间寄主。笔者收集了54份小麦近缘植物,进行小麦白粉病菌的接种和回接,均获得成功,现通报如下。     

脂肽对稻瘟病菌几丁质酶和葡聚糖酶的影响

 研究经比基尼链霉菌(Streptomyces bikiniensis)HD-087发酵产物脂肽处理后的稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)菌丝体内的几丁质酶活性和β-1,3葡聚糖酶活性的变化情况,分析chit基因和β-1,3 glu基因的表达量变化,旨在探究脂肽抗稻瘟病菌的作用机理。采用HPLC分析法鉴定了S. bikiniensis HD-087产生的脂肽种类,利用荧光定量PCR技术检测稻瘟病菌菌丝中chit基因和β-1,3 glu基因mRNA的表达情况。结果表明S. bikiniensis HD-087产生的脂肽主要是伊枯草素。经EC₉₀浓度的脂肽提取物处理6 h后,稻瘟病菌菌丝中几丁质酶活性和chit基因的mRNA表达量分别比对照组上调了6.77倍和51.27倍;处理12 h后,β-1,3葡聚糖酶的活性和β-1,3 glu基因的mRNA表达量分别比对照组上调了2.44倍和14.13倍。表明脂肽能够诱导稻瘟病菌菌丝体chit基因和β-1,3 glu基因的大量表达,从而破坏细胞壁结构,推测脂肽阻遏了稻瘟病菌的细胞自噬进程。     

爪哇根结线虫-β1,4-内切葡聚糖酶基因cDNA全长克隆和序列分析

 以爪哇根结线虫为材料,根据同源序列法分别进行3'末端和5'末端的RACE,获得-β1,4-内切葡聚糖酶基因cDNA全长。此cDNA全长序列为1 675 bp,包括1 521 bp的完整ORF,编码一含506 aa的多肽。该基因命名为Mj-eng3-,其推导蛋白的编码氨基酸与南方根结线虫的-β1,4-内切葡聚糖酶基因MI-ENG-1、MI-ENG-3和MI-ENG-4的同源性为95.3%、95.8%和85.3%,与另外5个植物寄生线虫β-1,4-内切葡聚糖酶基因推导蛋白PP-ENG-1、GR-ENG-1、GT-ENG-1、HG-ENG-1、HS-ENG-1编码氨基酸的同源性分别为51.2%、43.7%、43.7%、46.8%和45.3%。