纹枯病菌胞壁降解酶对水稻组织和细胞的破坏作用

通过针刺接种,纹枯病菌（Rhizoctonia solani Kuehn）胞壁降解酶——果胶酶（PG、PMG）和纤维素酶可使水稻叶鞘褪绿变黄。经浸泡处理,上述酶液使水稻愈伤组织细胞破裂崩解;水稻叶鞘细胞超微结构受到严重破坏,如细胞壁部分裂解、叶绿体和线粒体损伤等。这些结果提示病菌产生的胞壁降解酶具有显著的致病作用。     

马铃薯干腐病菌侵染过程中切片组织细胞壁降解酶的变化

【目的】探讨干腐病菌(Fusarium sulphureum Schlechlendahl)侵染过程中马铃薯切片组织主要细胞壁降解酶(cell wall degrading enzymes, CWDEs)活性的动态变化。【方法】陇薯3号马铃薯块茎组织切片接种F. sulphureum后,不同培养天数取样测定并比较分析主要CWDEs活性变化。【结果】F. sulphureum侵染的组织均能产生多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、纤维素酶(Cx)、β-葡萄糖苷酶、多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)、果胶甲基反式消除酶(PMTE)、果胶甲基酯酶(PME)、果胶裂解酶(PML),但PG、PMG、Cx、β-葡萄糖苷酶活性显著高于其它酶。在侵染前期(1-3 d) PMG和Cx出现高峰,PG在后期(4-6 d)活性增高,而β-葡萄糖苷酶在整个侵染过程中活性一直呈上升趋势。【结论】CWDEs是F. sulphureum侵染和扩展过程中主要的致病因子,且各种CWDEs在致病中发挥作用的时期不同。     

苹果炭疽病菌对苹果果实致病机制初探

对活体内外苹果炭疽菌产生的细胞壁降解酶进行活性分析,初步明确了聚甲基半乳糖醛酸酶(PMG)和羧甲基纤维素酶(Cx)在该菌侵染苹果过程中的作用.结果表明,活体外PMG活性随培养时间增加呈上升趋势,Cx活性则先升后降.活体内,无论抗感品种接种后,均先出现PMG活性高峰,后出现Cx活性高峰;抗病品种的细胞壁降解酶活性要低于中感和感病品种,但酶活高峰出现较早.此外,未接种的健康苹果果实中也检测到细胞壁降解酶,但活性较低.     

香蕉枯萎病菌4个生理小种生化特征的比较

为研究香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporumf.sp.cubense)生理小种之间的差异,对该菌的细胞壁降解酶、酯酶同工酶和可溶性蛋白进行测定和分析,结果表明:在4个生理小种中均能检测到4种细胞壁降解酶(PG、PMG、Cx和FPA)。其中4号生理小种的PMG和Cx酶活性最高,且国外的1号和4号生理小种菌株的Cx酶活性比国内同种生理小种菌株的高;国内1号生理小种的FPA酶活性最低,其他小种的酶活性差异不显著;同一生理小种国内外菌株的PG酶活性差异不显著;4个生理小种的酯酶同工酶和可溶性蛋白电泳图谱差异较大,聚类分析表明致病力相近的菌株聚在同一分枝上,亲缘关系较近。     

玉米纹枯病菌致病因子的研究

首次研究了五米纹枯病菌（RhizoctoniasolaniAG1-IA）产生的细胞壁降解酶和毒素在病程中的作用。纹枯病菌主要产生PG、PMG和Cx共3种细胞壁降解酶和毒素．细胞壁降解酶和毒素对叶片和叶鞘有明显浸解作用,其中酶比毒素作用明显,但用单一酶或毒素代替病菌接种不同抗性品种,尚不能反映品种间抗性差异。病菌产生的细胞壁降解酶活性受温度、pH、反应时间和底物浓度等因素影响。     

采前乙酰水杨酸处理对厚皮甜瓜果实后熟及软化的影响

【目的】研究果实发育期间乙酰水杨酸(ASA)4次喷施处理对厚皮甜瓜果实采收及贮藏期间后熟和软化的影响及作用机理,为采后调控提供参考。【方法】以‘玛瑙’厚皮甜瓜为试材,采用1 mmol·L-1 ASA分别在甜瓜幼果期(花后2周)、膨大期(花后3周)、网纹形成期(花后4周)及采前48 h四个时期连续喷施处理,测定果实采收及冷藏期间(7℃,RH 55%—60%)的呼吸强度和乙烯释放量,硬度、细胞壁组分以及细胞壁降解酶活性的变化。【结果】采前乙酰水杨酸处理可有效降低甜瓜果实采收时的呼吸强度和乙烯释放量,使果实贮藏期间呼吸和乙烯跃变峰的出现时间推迟1周。ASA处理提高了果实采收时的硬度及原果胶、纤维素、半纤维素和富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGPs)含量,延缓了原果胶向可溶性果胶的转化,维持了较高的纤维素、半纤维素和HRGPs水平,有效保持了贮藏期间的果实硬度。采前ASA处理显著降低了采收时和贮藏期间甜瓜果实细胞壁降解酶的活性,主要抑制了果实果胶甲酯酶(PME)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)和β-葡萄糖苷酶(β-Glu)的活性。相关性分析表明,处理果实的乙烯释放量和呼吸强度与多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性呈显著正相关,与β-葡萄糖苷酶(β-Glu)活性呈极显著正相关;处理果实的硬度与果胶甲酯酶(PME)活性、原果胶和半纤维素含量呈极显著正相关,与纤维素酶(Cx)活性和可溶性果胶(WSP)含量呈显著正相关,与乙烯释放量和呼吸强度均呈显著负相关。【结论】采前ASA处理可促进甜瓜果实发育期间细胞壁物质的合成,有效抑制甜瓜果实采收及贮藏期间的呼吸强度和乙烯释放,降低胶甲酯酶(PME)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)和β-葡萄糖苷酶(β-Glu)等细胞壁降解酶的活性,阻止细胞壁物质的释放,有效维持了冷藏期间的甜瓜果实硬度。     

香蕉枯萎病菌2个生理小种多聚半乳糖醛酸酶活性的比较

用香蕉枯萎病菌4号生理小种(Foc 4)接种巴西香蕉,香蕉枯萎病菌1号生理小种(Foc 1)接种粉蕉,均能检测到PG、PMG、PGTE、PMTE和Cx 5种细胞壁降解酶活性,其中PG活性均最高。在7种不同碳源培养条件下,Foc 4的菌丝干质量都比Foc 1的大,说明Foc 4的生长更快,能更适应多种营养条件。在PG诱导方面,有柑桔果胶或PGA存在时,2个生理小种的PG活性明显加强。在葡萄糖或CMC作为唯一碳源时,2个生理小种的PG活性很低。以香蕉维管束组织培养2个生理小种后发现,Foc 4的PG活性比Foc 1高。以粉蕉维管束组织培养2个生理小种后发现,Foc 1的PG活性比Foc 4高。以柑桔果胶作为碳源,并改变不同的氮源,在7种氮源培养条件下,Foc 1和Foc 4均能产生PG活性,但所产生的PG活性比不加氮源所产生的PG活性低。     

不同贮藏温度对西州密25号哈密瓜果实软化的影响

【目的】分析不同贮藏温度对西州密25号哈密瓜果肉细胞壁降解酶的影响,研究温度调控西州密25号哈密瓜采后软化作用机制,为哈密瓜采后贮藏保鲜提供参考。【方法】以成熟期西州密25号哈密瓜为试材,采后分别置于不同温度(0、5、10和15℃)环境下贮藏,每隔5 d测定果实硬度、呼吸强度,果肉β-半乳糖苷酶(β-Gal)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶酶(PE)、纤维素酶(Cx)等细胞壁降解酶活性指标,分析不同贮藏温度对果实软化的影响。【结果】不同贮藏温度对西州密25号哈密瓜果实硬度、呼吸强度及细胞壁降解酶活性影响具有显著性差异。温度越低,果肉硬度下降越慢,果实呼吸强度峰值越低,果肉细胞壁降解酶活性越低。温度低于5℃时,果肉出现明显冷害症状。【结论】5℃适合西州密25号哈密瓜果实贮藏。西州密25号哈密瓜果实硬度与呼吸强度呈负相关关系,与β-Gal、PG、PE和Cx活性呈极显著负相关关系。     

棉花病原菌碳水化合物酶类注释和比较分析

【目的】预测并分析可侵染棉花的病原菌基因组编码的碳水化合物酶类CAZymes,以内生菌绿色木霉和枯草芽孢杆菌为对照,通过碳水化合物酶类家族比较分析确定与病原菌侵染相关的植物细胞壁降解酶类,为细胞壁降解酶参与病原菌侵染机理的研究提供理论依据。【方法】利用已公布的可侵染棉花的7个病原菌全基因组编码蛋白序列,以内生菌绿色木霉为参照,应用BLASTP方法确定共有的核心基因集并构建系统发育树;通过BLASTP方法对基因组编码蛋白的CAZymes进行注释,统计并比较分析病原菌与内生菌CAZymes各个家族基因的差异,获得病原菌相对于内生菌发生扩增的植物细胞壁降解酶类家族;应用MEGA 4.0构建CAZymes亚家族的系统发育树,确定与致病性或者侵染特性相关的CAZymes。【结果】根据共有核心基因集构建了棉花病原菌的系统发育树,初步明确了侵染棉花根部和地上组织病原菌在进化上的差异。CAZymes注释和比较分析表明,病原菌编码的果胶、纤维素、淀粉和木聚糖降解酶类的数量相对于内生菌均有扩增。进一步分析发现,6个果胶降解酶类亚家族（GH35、GH78、GH105、PL1、PL3和PL4）、2个纤维素降解酶类亚家族（GH61和CBM1）、淀粉降解酶类CBM20亚家族和木聚糖降解酶类GH43亚家族相对于内生菌发生了显著扩增;同时,系统发育树分析还发现病原菌PL1和PL3亚家族衍生出了与致病性或者侵染方式相关的基因。【结论】本研究通过7个棉花病原菌与2个内生菌CAZymes的比较分析,发现了棉花病原菌基因组中10个与植物细胞壁降解相关的CAZymes亚家族（GH35、GH43、GH61、GH78、GH105、PL1、PL3、PL4、CBM1和CBM20）显著扩增,它们参与了植物细胞壁组分果胶、纤维素、淀粉和木聚糖的降解作用,初步明确了与棉花病原菌侵染相关的植物细胞壁降解酶类家族及其与病原菌侵染特性的关系。     

猕猴桃果实软化过程中细胞壁多糖物质含量与果胶降解相关酶活性变化

为研究不同贮藏温度下不同品种猕猴桃果实软化过程中细胞壁多糖物质降解特性,以及相关果胶降解酶对猕猴桃果实软化进程的影响,测定25℃和4℃贮藏过程中徐香、金丽、晚绿猕猴桃果实的硬度、细胞壁多糖物质含量和果胶降解相关酶活性,并对其进行相关性分析。结果表明,3个品种猕猴桃果实软化过程中半纤维素、纤维素和共价型果胶(covalent soluble pectin, CSP)含量不断降低,水溶性果胶(water soluble pectin, WSP)含量不断增加,而离子结合型果胶(ionic soluble pectin, ISP)含量相对稳定。晚绿猕猴桃各细胞壁多糖组分含量变化速度最快,金丽次之,徐香最慢。4℃贮藏延缓了猕猴桃果实细胞壁多糖物质的降解。相关性分析结果表明,3个品种猕猴桃果实硬度与WSP含量之间均呈显著(P<0.05)负相关,与CSP、半纤维素、纤维素含量之间呈显著正相关。果胶降解酶活性测定结果显示,25℃贮藏前期,晚绿猕猴桃内切多聚半乳糖醛酸酶(endo-polygalacturonase, PG)和β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,β-Gal)活性显著高于...