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。     

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Ｓｅｒｒａｔｉａｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ和β...     

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。     

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。     

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。     

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.     

产酶溶杆菌OH11菌株胞外酶调控相关基因ctp的克隆及功能的初步分析

利用mariner转座子对产酶溶杆菌Lysobacter enzymogenes OH11进行转座诱变,构建菌株OH11的突变体文库.筛选到1株4种胞外酶(蛋白酶、纤维素酶、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶)产生均减少的突变株D-11.通过亚克隆,鉴定转座子的插入位点,涉及1个羧基末端蛋白酶(carboxy-terminal protease)编码基因ctp.通过同源重组的方法对该基因进行敲除,对缺失突变体Δctp表型分析发现:(1)Δctp与野生型OH11在营养丰富型(2YT)与营养缺陷型(MMX)培养基中生长速率基本一致;(2)Δctp降低了蛋白酶、纤维素酶和β-1,3-葡聚糖酶的产生,但不影响几丁质酶的产生;(3)Δctp生物膜的产生量明显减少.研究还表明,突变体基本不改变其对油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum、水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani和辣椒疫霉病菌Phytophthora capsici的拮抗能力.互补菌株均恢复了野生型的相关功能.     

受黄色镰刀菌侵染的马铃薯薯块的抗氧化酶、细胞壁防御酶及StLTPa1基因的表达特性

黄色镰刀菌Fusarium culmorum为黑龙江省马铃薯干腐病主要致病菌,干腐病可以导致马铃薯在窖藏过程中发生腐烂,影响薯块的商品价值和食用价值,为进一步研究马铃薯干腐病的发生和防治,本研究采用黄色镰刀菌对不同抗性的马铃薯块茎进行侵染,对病原菌侵染过程中薯块的抗氧化酶及细胞壁降解酶变化及病程相关基因的表特性进行了研究。结果表明,当黄色镰刀菌侵染块茎时,块茎中的可溶性蛋白和丙二醛(malondlaldehyde,MDA)含量,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性、几丁质酶(chitinase)和β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase)活性都呈现不同程度的上升趋势。非特异性脂质转移蛋白基因StLTPa1表达量随着黄色镰刀菌的侵染时间呈波动性,在植物防御反应中发挥一定的作用。     

产酶溶杆菌OH11双精氨酸转运系统关键基因tatC的功能分析

本研究采用同源重组的方法对产酶溶杆菌Lysobacterenzymogenes OH11中双精氨酸转运系统关键基因tatC进行缺失突变,通过对突变体表型及表型相关基因表达分析来研究该基因在菌株OH11中的功能,重点分析该基因与产酶溶杆菌中热稳定抗真菌因子HSAF生物合成的关系。研究结果表明,基因tatC的突变显著提高了HSAF生物合成的产量,以及HSAF生物合成的关键基因pks／nrps转录水平;改变了菌株OHll的细胞形态,使细胞从棍棒状变为椭圆状;并降低了菌株OH11生物膜的形成和滑动能力以及在营养缺陷型（10％TSB）培养基中的生长速率,但不改变其在营养丰富培养基（100％TSB）中的生长速率。此外,与野生型OH11相比,基因tatC突变株不改变其蛋白酶、纤维素酶、β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的产生水平以及其对瓜果腐霉Pythiumapanidermamm、立枯丝核菌Rhizoctoniasolani和禾谷镰刀菌Fusariumgraminearum的拮抗能力。     

相关防御酶对人参锈腐病诱导抗性的响应

 为明确水杨酸(SA)对人参抗人参锈腐病的诱导作用,本研究首先采用琼脂平板法测定了SA对人参锈腐病菌(Cylindrocarpon destructans)生长的影响。然后用SA溶液处理二年生人参移栽苗,温室接种人参锈腐病菌,测定了人参根内防御酶系活性（PAL,CAT,PPO,POD）、β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性的动态变化。结果表明:浓度为0~200 mg·L^-1 的SA溶液对人参锈腐病菌无直接抑制作用。但SA溶液处理后,人参锈腐病发病率较直接接种处理的下降30%,人参根系PAL、CAT、PPO、POD活性较对照均表现上升趋势,β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性也较对照增强,并且经SA诱导后接种锈腐菌的人参体内上述酶活性比只诱导不接种处理上升速度快。这表明SA处理可以改变人参根部相关防御酶的活性,从而提高人参对人参锈腐病的抗性。     

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。     

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。     

水稻与稻瘟病菌非亲和性互作中重要防御酶活性变化规律研究

 选以CO39为背景的水稻抗稻瘟病近等基因系,与稻瘟菌生理小种ZC₁₃(菌株97-151a)组成的3类典型非亲和性互作,以亲和性互作为对照,对各互作中过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶及β-1,3-葡聚糖酶的活性变化规律进行了系统研究。完全非亲和性互作C101A51/97-151a、高度非亲和性互作C101L AC/97-151a及中度非亲和性互作C104 PKT/97-151a,POD比活性接种后即开始明显升高,48h前达到高峰,升高趋势一直持续到7d完全显症时,幅度基本与各互作非亲和程度呈正相关;亲和性互作CO39/97-151a接种后40 h POD比活性才开始升高,4~6 d达到高峰,峰值也较大。3类非亲和性互作PAL比活性在接种后0 h或16 h开始较明显升高,整个互作中形成3~4个较明显的峰;亲和性互作中PAL比活性一直明显下降。3类非亲和性互作外切几丁质酶比活性接种后即开始升高,基本一直保持升高趋势,在40 h前幅度较大,并形成1~3个较高的峰;亲和性互作外切几丁质酶比活性接种后即开始大幅度升高直至完全显症,48h后幅度远高于非亲和性互作。3类非亲和性互作β-1,3-葡聚糖酶比活性在24 h内开始较明显升高,在48h前形成2~3个较明显的峰;亲和性互作在接种后β-1,3-葡聚糖酶比活性即开始升高,在48h后显著高于非亲和性互作。讨论了POD、PAL、几丁质酶及β-1,3-葡聚糖酶参与水稻抗稻瘟病的可能性。     

补骨脂提取物对黄瓜体内防御酶系的影响

补骨脂粗提物处理两叶一心生长期的黄瓜幼苗,研究其诱导黄瓜抗病性的生理生化机制。补骨脂提取物在40和400mg/L浓度下,黄瓜体内过氧化物酶、多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶等一些防御酶活性均在处理后7～9d达最高;几丁质酶活性在处理后2、3d时达到高峰,分别是对照的1.64、1.5倍,然后逐渐下降,分别在7、9d基本回到对照水平;β-1,3-葡聚糖酶活性在处理后2、5d达到最大值,酶活性是对照的2.02、1.34倍,然后迅速下降,处理后分别在5、9d基本回到对照水平。从所测定的几种酶活性变化时间来看,补骨脂提取物处理黄瓜幼苗后,首先使黄瓜体内的几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶等病程相关蛋白活性升高,然后在两者的作用下,诱导了黄瓜体内过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)等一些防御酶活性的提高。     

小麦与白粉病菌互作中β-1,3-葡聚糖的细胞定位

 利用免疫胶体金方法对小麦与白粉病菌互作过程中β-1,3-葡聚糖酶底物,即β-1,3-葡聚糖的合成与分布情况进行了研究。结果发现,白粉病菌的所有器官包括分生孢子、附着胞、入侵栓、吸器和菌丝中均未发现β-1,3-葡聚糖存在;相反,β-1,3-葡聚糖是小麦各种细胞壁的正常组分,在气孔保卫细胞、纤维细胞、导管分子等的细胞壁中含量非常丰富。病原菌的侵染导致植物细胞中β-1,3-葡聚糖的合成增加,但在乳突结构中不含β-1,3-葡聚糖。以上结果说明,往小麦中导入外源β-1,3-葡聚糖酶基因并高效表达,不会对病原菌结构产生直接的破坏和抑制作用;相反,有时可能会影响到某些植物细胞的正常发育。     

寄生于南方根结线虫卵的长梗木霉几丁质酶基因TlChi46的克隆

为进一步筛选高效寄生线虫真菌和阐明其寄生线虫卵的机理,本研究从湖北省烟草南方根结线虫雌虫分离到1株具高效生防潜力的菌株HBF1。形态学、rDNA-ITS和翻译延长因子tef1-α序列分析鉴定该菌为长梗木霉菌Trichoderma longibrachiatum,其对南方根结线虫卵第10 d寄生率为80.45%。通过简并引物设计和RACE技术克隆其几丁质酶基因,分析该基因序列及与其他几丁质酶的同源性。该菌是1株可以产生几丁质酶的南方根结线虫卵寄生真菌,第10 d几丁质酶的活性达到高峰,为24.88μmol/h/mL。本研究首次从长梗木霉HBF1菌株中克隆到1个几丁质酶基因TlChi46,该基因DNA全长1 793 bp,含3个内含子和1个1 272 bp的开放阅读框,编码423个氨基酸,理论分子量45.9 kDa,等电点5.23。同源性比对表明和昆虫寄生菌几丁质酶的亲缘关系较远。从长梗木霉HBF1中克隆得到的几丁质酶基因编码的几丁质酶的功能域可供进一步研究,高效产几丁质酶并有效寄生南方根结线虫卵的长梗木霉对南方根结线虫具有良好的生防潜力。     

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。     

哈茨木霉LTR-2双价基因重组菌株的构建及其防治效果

本文利用限制性内切酶介导法转化哈茨木霉LTR-2,获得具有双价基因(glu14、chi42)的重组生防菌株.试验得到的木霉转化子具有遗传稳定性,于无药PDA平板上连续转接6次后,在Hyg 200 μg/mL的PDA平板上仍可继续生长.PCR扩增及Southern杂交证实目的基因已随机插入木霉基因组DNA上,本试验转化子均为单拷贝插入.转化子的β-1,4-葡聚糖酶和几丁质酶水解活性较出发菌株LTR-2显著提高(P＜0.01),其中转化子L-15的两种水解酶活性均最高.转化子在温室条件下对番茄晚疫病、茄子猝倒病和黄瓜灰霉病均有较好的防治作用,但不同处理间存在显著性差异(P＜0.01),其中转化子L-15最高,对3种病害的防治效果分别达到了91.5％、94.9％和83.8％,较出发菌株LTR-2处理分别提高了53.5％、55.9％和33.5％.结果表明,利用REMI技术,将β-1,4-葡聚糖酶基因glu14和几丁质酶基因chi42重组到木霉染色体DNA上,是获得高效重组菌株的有效手段.     

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。     

亚洲玉米螟幼虫膜结合海藻糖酶基因RNAi效应

海藻糖是昆虫的血糖,为昆虫提供能量;海藻糖酶催化海藻糖分解为葡萄糖,是几丁质生物合成的原料。围食膜（peritrophic membranes,PMs）是昆虫消化道特有结构,对昆虫消化食物、保护肠道表皮细胞具有重要作用;几丁质是PMs的重要组分。海藻糖酶（trehalase,Tre）和几丁质合成酶（chitin synthase,CHS）是几丁质合成途径的第1个和最后1个酶。本研究通过饲喂亚洲玉米螟（Orstrinia furnacalis,Asian corn borer,ACB）膜结合海藻糖酶（OfMT）基因特异的干扰dsRNA,研究RNAi对ACB幼虫中肠CHSB（OfCHSB）基因表达及幼虫发育的影响。发现处理48 h后,OfMT基因和OfCHSB基因表达量分别下降了52%和53%,幼虫发育迟缓。通过对处理及对照ACB幼虫中肠石蜡切片进行苏木精-伊红染色（hematoxylin-ethanol,HE染色）和几丁质标记,发现血腔内脂肪体组织减小、中肠围食膜组织中几丁质含量减少。推测OfMT基因有可能成为ACB的生物防治的靶标基因。