棉疫病菌90kD胞外蛋白激发子生物活性与稳定性研究

 对棉疫病菌(Phytophthora boehmeriae Saw.)90 kD胞外蛋白激发子的生物活性与稳定性进行了研究。用不同浓度的激发子处理烟叶测定其诱发过敏反应的有效浓度,结果是所测定的0.5~100 nmol/L各浓度均可诱发过敏反应,但100 pmol/L不能诱发过敏反应,表明该激发子诱导烟草产生过敏反应的最低有效浓度在100 pmol/L~0.5 nmol/L之间。该激发子可诱导不同烟草(Nicotiana tabacum L.)品种产生过敏反应,但不能诱导辣椒(Capsicum annuum L.)和茄子(Solanum melongena L.)等茄科作物及棉花(Gossypium arboreum Linn.)发生过敏反应,初步表明该激发子诱导植物发生过敏反应具有一定的专化性。以10 nmol/L激发子溶液处理烟叶后分别于第0、24、48和72 h接种烟草疫霉(Phytophthora nicotianae),结果证明该激发子可以诱导烟草产生抗性反应,其抗性以处理后立即接种烟草疫霉为最强,接种后48h防效达68%,以后随时间的延长逐渐减弱。激发子分别经p H值2~14的水溶液25℃处理30 min,或分别经4、25、60和100℃处理5 min仍能诱发过敏反应,但是经蛋白酶K处理后不能诱发过敏反应。表明该激发子对酸、碱和温度不敏感,但对蛋白酶K敏感。     

一种新的90 kD胞外蛋白激发子诱导烟草系统获得抗性研究

 就棉疫病菌(Phytophthora boehmeriae Saw.)培养滤液中提纯获得的90 kD胞外蛋白激发子诱发烟草系统获得抗性进行了研究。以10 nmol/L激发子溶液注射处理Samsun NN烟草叶片24 h后,在处理叶片及其上、下各2片叶片接种TMV,结果是处理叶及其上、下各2片叶片上的枯斑数显著少于对照,诱抗防效达40.9%~53.1%;接种TMV7d后处理叶片的枯斑平均直径为1.23mm,显著小于对照叶片上的枯斑直径2.97mm,但是处理叶片的上、下叶片上的枯斑平均直径与对照没有显著差别。以10 nmol/L激发子溶液注射处理Samsun NN烟草叶片分别立即接种或于1、2、4、7、15 d接种TMV,结果证明该激发子诱导烟草对TMV的抗性以处理后第1d至第4 d接种为较好,防效达30.2%~5 0.4%;处理后立即接种和第7d接种TMV诱抗防效仅4%左右,处理叶片上的枯斑数与对照没有显著差别,表明较强的诱导抗性可持续时间<7d。用不同浓度激发子处理烟叶,所测定的0.5~100 nmol/L各浓度均可显著地诱发烟草对TMV产生获得抗性,诱导抗性效果为34.9%~5 8.2%,诱导抗性效果随浓度的降低呈下降趋势。以10 nmol/L激发子溶液注射处理W38烟草叶片,2 d后分别注射接种烟草野火病菌(Pseudomonas syringae pv.tabaci)菌液或喷雾接种烟草赤星病菌(Alternaria alternata)分生孢子,结果是,注射接种烟草野火病菌5d后处理叶片及其上、下叶片上的野火病病斑均显著小于对照;处理叶片上的赤星病病斑数及病斑面积明显小于对照,表明该激发子可诱导烟草对野火病和赤星病产生抗性。上述结果表明,90kD蛋白激发子诱导烟草产生的获得抗性是一种典型的系统获得抗性,该系统获得抗性对病原菌具广谱抗性。     

疫霉蛋白激发子PB90对病原菌生长与致病力的影响

 激发子PB90是由棉疫病菌分泌的可诱发非寄主植物系统获得抗病性的一类新型蛋白激发子。本文就该激发子在棉疫病菌生长发育及致病过程中的作用进行了研究。采用胶体金标记发现该激发子主要分布在棉疫病菌的细胞壁上,该激发子可以分泌到细胞外;在离体条件下,PB90的多克隆抗体并不抑制棉疫病菌游动孢子的萌发和孢子萌发后形成菌落的能力,而且抗体包埋的游动孢子仍能激发非寄主植物烟草的过敏性坏死反应;但是,抗体的包埋处理可以使棉疫病菌的游动孢子丧失对棉花的致病力。结果表明,特异性存在于细胞壁上的疫霉蛋白激发子PB90是棉疫病菌的一种重要的毒性因子,在病菌对棉花的致病过程中具有重要作用;此外本研究结果还提示PB90并不是惟一能诱导非寄主烟草过敏性反应的棉疫病菌激发子,除了PB90之外,棉疫病菌还能产生其它的激发子诱导烟草的过敏性坏死反应。     

疫霉31kDa激发子的分离纯化及其诱导烟草细胞死亡机理的初步研究

 通过沸水浴、硫酸铵沉淀、非变性电泳、割胶电洗脱等方法,从一种疫霉的培养液中分离得到分子量约31kDa的蛋白类激发子。该激发子在低浓度下即可诱发烟草叶片发生过敏反应,处理烟草悬浮细胞12h能导致24.6%的细胞死亡,处理24h后细胞的死亡率达67.8%。用该激发子处理烟草悬浮细胞24h后细胞基因组受到明显降解,但无DNAlad-dering现象。用该激发子处理1h即可显著降低烟草悬浮细胞中的ATP水平,而用氧化磷酸化的解偶联剂CCCP处理在降低胞内ATP水平的同时也能显著诱导烟草悬浮细胞死亡,因此抑制胞内ATP合成可能是该激发子诱导烟草细胞死亡的重要机制之一。     

甲霜灵抑制棉疫病菌卵孢子的产生

在离体和活体条件下,测定了甲霜灵抑制棉疫病菌(Phytophthora boehmeriae Sawada)卵孢子产生的作用。结果表明,在含甲霜灵0.04μg/ml的利马豆培养基(LBA)平板上,棉疫病菌的卵孢子产生量仅为对照的50％,0.10μg/ml条件下,病菌完全不能产生卵孢子。在接种的棉苗叶片上,喷施10～20μg/ml的甲霜灵可以明显抑制病菌在病组织内产生卵孢子,卵孢子产生量比对照下降了13～160倍,喷施40μg/ml的甲霜灵,受侵染子叶不发病。     

稻白叶枯病菌外泌蛋白激发子的活性测定及其纯化

采用(NH4)2SO4分步沉淀法,从水稻白叶枯病菌的培养液中分离到具有激发子活性的物质。该蛋白处理水稻,可使水稻体内与抗病性相关的苯丙氨酸解氨酶和过氧化物酶活性显著提高;在田间喷洒水稻叶片,可以显著提高水稻对白叶枯病菌的抗性,病斑长度明显降低。经滚动式等电聚焦电泳和离子交换层析分离,生测结果表明第II吸收峰具有生物活性;再经SDS PAGE电泳和考马斯亮蓝染色,第II吸收峰收集物有明显的一条带,相对分子质量为47 9kD。     

H2O2、NO和Ca2+参与疫病菌激发子PB90诱导烟草气孔的关闭

 本文研究了过氧化氢(H₂O₂)、一氧化氮(NO)和Ca²⁺在棉疫病菌激发子PB90诱导烟草气孔运动中的作用。1 nmol/L激发子PB90可诱导野生型烟草Bel-W3气孔关闭,且在相同条件下该激发子诱导反义抑制抗坏血酸过氧化物酶anti-APX烟草气孔关闭的孔径比野生型的更小;进一步药理学证明,抗氧化剂DTT和NADPH氧化酶抑制剂DPI(diphenylene iodonium)、一氧化氮合酶(NOS)抑制剂L-NAME、Ca²⁺螯合剂EGTA和Ca²⁺信号途径中CaMPK Ⅱ的竞争抑制剂KN93与磷脂酶C抑制剂U73122都能抵消PB90诱导气孔关闭的效应。推测该激发子PB90通过NADPH氧化酶途径形成H₂O₂、NOS途径形成NO和Ca²⁺信号途径进而诱导气孔关闭。表明H₂O₂、NO、Ca²⁺在激发子PB90诱导气孔关闭信号传递中作为第二信使起着重要的作用。     

青霉菌灭活菌丝体诱导烟草BY-2悬浮细胞防卫反应的初步研究

 青霉菌灭活菌丝体(Dry Mycelium of Penicillium chrysogenum,DMP)是工业生产青霉素的残余副产物,研究发现DMP能够提高多种作物的抗病性。本文研究了DMP对烟草BY-2悬浮细胞防卫反应的诱导作用,并初步探索其诱导机制,结果表明:DMP处理烟草BY-2悬浮细胞后,产生了活性氧迸发,在处理后30 min达到峰值;DMP诱导烟草BY-2悬浮细胞胞外基质碱性化,该变化能被蛋白激酶抑制剂K252a部分抑制;苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)的活性被诱导而明显升高,分别在处理后4 h和8 h达到峰值;DMP诱导了病程相关蛋白基因PR-1a、PR-1b以及抗病信号传导途径关键基因NPR1的表达。说明DMP能够诱导烟草BY-2悬浮细胞产生抗病防卫反应,其抗病信号可能是通过水杨酸信号途径进行传导的,蛋白质磷酸化参与了该抗病信号的传导过程。     

TasA抑菌蛋白对烟草黑胫病的防治效果研究

【目的】烟草黑胫病是烟草疫霉菌侵染形成的一种严重危害烟草根茎的土传性疾病,给全球烟草种植业造成严重的经济损失。研究通过构建TasA蛋白原核表达重组菌,研究TasA对烟草黑胫病的抑制效果;并通过改变TasA蛋白的异源表达水平,以期提高该蛋白对烟草黑胫病的抑制效果。【方法】通过PCR扩增技术获得枯草芽孢杆菌抑菌蛋白TasA基因,构建大肠杆菌重组菌;并以烟草疫霉菌（Phytophthora nicotianae）为指示菌,研究TasA蛋白对烟草黑胫病的抑制效果。此外,通过改变克隆载体的拷贝数,研究TasA蛋白的表达量对其抑菌作用的影响。【结果】成功构建了三株大肠杆菌重组菌（pACYC-Tas A、pCDF-TasA及pT7473-TasA菌株）,且TasA蛋白在三株重组菌中都成功进行了异源表达,分子量为35 ku左右。pACYC-TasA菌株、pCDF-TasA菌株及pT7473-TasA菌株对烟草疫霉菌菌丝体均有抑制效果,抑制率分别为14.85%、25.55%及13.45%。【结论】抑菌蛋白TasA对烟草黑胫病具有显著抑制效果,且过表达pCDF-TasA重组质粒的工程菌对烟草黑胫病抑制效果...     

沼泽红假单胞菌蛋白Rhp-PSP对烟草花叶病毒的系统抗性诱导及互作蛋白筛选

本文研究了蛋白Rhp-PSP诱导烟草抗TMV过程中相关防御酶的活性以及丙二醛（MDA）含量的变化,同时测定了抗病相关基因的表达情况。试验证明,蛋白Rhp-PSP处理烟草后,叶片中苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）的活性显著提高,但降低了MDA含量。同时基因PR-1、PR-3、PR-5、PDF1.2表达显著上调,证明了蛋白Rhp-PSP具有诱导烟草产生抗TMV的活性。为阐明诱导抗性机制,利用酵母双杂交系统从烟草cDNA文库进行互作蛋白的筛选并验证,结果表明GPI锚定蛋白、VAN3结合蛋白及叶绿素结合蛋白A与蛋白Rhp-PSP互作。     

几种不同来源的苎麻疫霉菌在棉花上的致病力测定

用菌丝块创伤接种测定分离自棉苗、棉铃、苎麻和构树上的苎麻疫霉菌对棉花致病力，结果表明来源于不同寄主的苎麻疫霉菌对棉苗和棉铃的致病力存在明显的分化。来自棉花（棉苗和棉铃）的菌株致病力较强，来自苎麻和构树的菌株对棉苗和棉铃的致病力较弱。来自棉花上的不同苎麻疫霉菌株对棉苗的致病力存在一定的差异，但对棉铃的致病力差异不明显。     

毁灭炭疽菌Colletotrichum destructivum诱抗蛋白对烟草抗病性的诱导

为明确毁灭炭疽菌Colletotrichum destructivum诱抗蛋白诱导烟草的抗病性及其作用,采用喷雾、摩擦接种方法及RT-PCR技术研究了诱抗蛋白的预防保护作用,以及烟草悬浮细胞经诱导后过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性及脯氨酸(Pro)含量和病程相关基因表达的变化。结果表明,接种3、5和7 d后,该诱抗蛋白对烟草炭疽病的诱抗效果分别为58.00%、48.99%和49.65%,对烟草白粉病的诱抗效果分别为83.26%、80.76%和78.60%,并可以抑制烟草普通花叶病毒的复制及在寄主体内的扩增;经诱抗蛋白处理后,烟草悬浮细胞POD、PPO、PAL活性及Pro含量明显提高;诱抗蛋白能够诱导烟草病程相关蛋白基因PR-1a、PR-1b以及抗病信号传导途径关键基因NPR1的表达。表明毁灭炭疽菌诱抗蛋白可诱导烟草产生抗病性,可能与烟草悬浮细胞中POD、PAL、PPO的活性及Pro的含量提高以及相关病程基因表达有关。     

大丽轮枝菌蛋白激发子PevD1诱导棉花抗病性及作用机理

 PevD1是一种大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)分泌蛋白,具有激发烟草过敏反应(HR)和系统获得性抗病(SAR)的功能。为明确蛋白PevD1诱导棉花抗病性及其作用机制,本文利用大肠杆菌表达、纯化的PevD1诱导棉苗植株,检测棉苗对大丽轮枝菌的抗性及免疫应答反应。结果表明,大肠杆菌表达的PevD1重组蛋白不是棉花品种“新陆早42号”的致萎因子,叶片注射8 μg/mL PevD1蛋白诱导3 d后根部接种大丽轮枝菌,15 d后PevD1处理组病害减轻率达35.04%。PevD1能诱导棉花叶片抗性早期信号分子H₂O₂产生和NO积累,维管束细胞壁加厚、木质素和酚类物质的积累。另外,PevD1处理能提高防御酶PAL、POD和PPO活性,提高棉花抗性基因和木质素合成相关基因PAL、C4H1、4CL的转录水平。说明PevD1通过激发棉花免疫系统而提高抗病性,该研究不仅为利用PevD1蛋白激发子控制棉花黄萎病提供了科学依据,同时也为阐明棉花与大丽轮枝菌互作机理提供了理论基础。     

Effect of Harpin from Four Pathovars of Pseudomonas syringae on Pea Defense Responses

To investigate the role of the proteinaceous elicitor, harpin, on host and nonhost plants, we isolated the harpin-coding gene, hrpZ, from Pseudomonas syringae pvs. pisi, glycinea, tabaci and tomato. Effects of the recombinant harpin proteins on pea plants were analyzed and compared with the effects of the corresponding bacterial treatment. After inoculation of pea with pea pathogen P. syringae pv. pisi, the bacterial population increased and the accumulation of PAL-mRNA and pisatin was inhibited. The nonpathogenic pathovars, glycinea, tabaci and tomato induced both defense responses in pea. However, none of the harpins induced the hypersensitive reaction or accumulation of PAL-mRNA and pisatin in pea. Harpins from P. syringae pvs. glycinea, tomato and pisi did induce these defense responses in tobacco, however, suggesting that externally applied harpins either are not recognized or are nonfunctional in pea plants. Received 27 June 2000/ Accepted in revised form 21 February 2001