植物β-甘露聚糖酶的研究现状

β-甘露聚糖酶（EC3．2．1．78）是一种内切水解酶，主要分解细胞壁半纤维素组分中的甘露聚糖，它在植物生长发育中的作用引起了较多的关注。本文从β-甘露聚糖酶的性质及它在种子萌发、果实成熟和花粉发育中的生理功能和相关基因克隆研究近况作一综述，以期为进一步深入研究和探讨β-甘露聚糖酶与植物生长发育的关系提供依据。     

细菌β-甘露聚糖酶研究进展

甘露聚糖酶是能水解任意β-1,4-糖苷键的内切水解酶,广泛存在于动植物和微生物中。为了研究细菌甘露聚糖酶相对于其他来源甘露聚糖酶的优点,本研究从细菌甘露聚糖酶的酶学性质、分子生物学研究及其饲料应用等方面进行综述。细菌甘露聚糖酶具有分子量小,发酵成本低,周期短,容易提取,最适反应pH值和温度的耐受区间都更宽泛等优势。因此,细菌甘露聚糖酶广泛应用于饲料,食品,石油开采,造纸等领域中。     

植物激素对水稻种子萌发过程中β-甘露聚糖酶活性的调控

为了研究GA3和ABA对种子萌发过程中产生的β-甘露聚糖酶活性的影响,以水稻种子作为研究材料,测定了GA3和ABA存在情况下的β-甘露聚糖酶活性,结果表明:GA3和ABA不仅对水稻种子萌发有明显的促进和抑制作用,对种子萌发过程中β-甘露聚糖酶活性也有显著的影响。50μMGA3可使β-甘露聚糖酶活性出现的时间从48h提早到吸水36h,并且显著提高酶的活性。100μMABA在强烈抑制种子正常萌发的同时也抑制了β-甘露聚糖酶活性。但是50μMGA3可恢复ABA对β-甘露聚糖酶活性的抑制作用。去胚的半粒水稻种子在水中吸涨时检测不到β-甘露聚糖酶的活性,但在水中加入50μMGA3后,可恢复去胚半粒种子产生酶活性的能力。因此,推测水稻种子萌发时β-甘露聚糖酶活性的产生可能是由胚中而来的某种物质所诱导,而这种物质很可能就是GA3。     

甘露聚糖酶协同水解甘露聚糖研究进展

甘露聚糖是软质木材中的重要多糖。不同植物来源的甘露聚糖在成分、结构和复杂性上差异很大。甘露聚糖水解为单糖需要甘露聚糖酶、甘露糖苷酶、半乳糖苷酶等多种酶的协同作用,但研究其两者或三者之间的作用较少。为了进一步探究甘露聚糖酶协同水解甘露聚糖的作用机制,本研究在概述甘露聚糖来源及结构的基础上,重点论述了甘露聚糖酶的来源、种类、作用方式及产物类型,尤其是通过多种甘露聚糖酶的协同作用增加甘露聚糖的水解效率。最后,展望了甘露聚糖酶协同作用进程与机理的研究方向,为甘露聚糖酶开发利用提供基础。     

控制pH值和溶解氧对地衣芽孢杆菌HDYM-04分批发酵产β-甘露聚糖酶的影响

为了探究地衣芽孢杆菌产β-甘露聚糖酶的能力,探究在发酵过程中pH值和溶氧水平对产β-甘露聚糖酶的影响。以地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis) HDYM-04为试验菌株,通过3,5-二硝基水杨酸比色法（DNS法）测定酶活力。结果表明,控制pH值至7.0直至发酵结束,在发酵的初始阶段(12~20 h)效果明显,酶活力水平均处于3200 U/mL以上,同时菌体密度达到5.5以上。其次,控制溶氧在25%左右时,保持菌体的生长状态,酶活力高峰持续时间较长（6~20 h保持在3000 U/mL左右）。因此控制pH值7.0,溶氧在25%左右时,在发酵的初始阶段,有良好的产酶能力。     

干酪乳杆菌HDS-01甘露聚糖酶基因克隆及生物信息学分析

本研究旨在借助基因克隆和生物信息学方法挖掘甘露聚糖酶基因的结构和功能。通过本地BLAST比对,从干酪乳杆菌(Lactobacillus casei) HDS-01的基因组信息中获得甘露聚糖酶基因M1。采用qRT-PCR测定MRS培养基和KGM培养基中M1的差异表达情况,表明KGM培养基中的魔芋粉更好的诱导M1的表达。以L.casei HDS-01基因组DNA为模板克隆基因M1,并利用生物信息学方法对其序列进行预测和分析。该序列长2640 bp,可翻译成879个氨基酸,包括一个2640 bp的开放阅读框;M1蛋白分子量为98723.55 Da,等电点为5.58。这种稳定的M1蛋白的二级结构由α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规则卷曲组成。研究结果不仅为甘露聚糖酶分子改造提供理论依据,同时有助于了解乳酸菌中甘露聚糖的代谢路径。     

来源于欧文氏杆菌CXJZ95-198的β-甘露聚糖酶基因高效表达体系构建

旨在构建β-甘露聚糖酶基因的高效表达体系。从原基因工程菌株slp-man-pET28a/JM提取重组质粒slp-man-pET28a,转化Escherichia coli BL21(DE3)。用水解圈大小,β-甘露聚糖酶活力高低和天然半纤维素底物降解能力等综合指标衡量新基因工程菌株的β-甘露聚糖酶表达效果。新基因工程菌株slp-man-pET28a/BL在选择平板上能产生明显的水解圈,其分泌的β-甘露聚糖酶活性最高达 645.5 U/mL,是原基因工程菌株slp-man-pET28a/JM分泌的1.28倍,是出发菌株Erwinia carotovora CXJZ95-198分泌的1.97倍;新基因工程菌株在苎麻原料发酵液的COD净增加值达5.13 g/L左右,分别为原基因工程菌株和出发菌株净增值的1.5和1.2倍;其还原糖生成量为0.721 mg/mL,比原基因工程菌株和出发菌株分别提高了26.7%和10.1%。新基因工程菌株的β-甘露聚糖酶分泌量大幅度提高,可为麻类生物脱胶β-甘露聚糖酶制剂制备提供科学依据。     

枯草芽孢杆菌紫外诱变异甘露聚糖酶基因突变的研究

异甘露聚糖酶是制备益生元甘露寡糖的关键酶。对分泌异甘露聚糖酶枯草芽孢杆菌K-6(Bacillus subtilisK-6)的紫外诱变正突变株K-6-9(Bacillus subtilis K-6-9)的诱变机理进行了研究。通过对出发菌株和正突变株的异甘露聚糖酶基因进行克隆和表达,以生物信息学的方法对异甘露聚糖酶基因序列和蛋白序列进行分析,得到突变株的突变碱基以及突变氨基酸。基因序列研究结果显示,突变体的总碱基突变频率为1.02,碱基突变类型包括碱基的颠换、转换。在检测到的11个碱基突变中,转换的频率(54.5%)是颠换频率(45.5%)的1.2倍,其中,C/T之间的转换所占比例最大,A-G和A-T也具有较高的替换频率,说明胸腺嘧啶(T)具有较高的辐射敏感。通过蛋白序列的比较分析,有2个氨基酸发生突变,由第21位保守氨基酸脯氨酸变异为非保守氨基酸丝氨酸,第23位非保守氨基酸丝氨酸变异为保守氨基酸谷氨酸。综合分析表明:保守区氨基酸与非保守区氨基酸的相互突变可能对其蛋白的正确组装及功能的发挥起重要作用。     

脐橙离区β-甘露聚糖酶基因片段克隆和序列分析

β-甘露聚糖酶是一种参与细胞壁半纤维素组分甘露聚糖降解的关键酶。为探究该酶与器官脱落的关系,以纽荷尔脐橙（Citrus sinensis Osbeck）果柄离区为材料,采用同源PCR克隆策略,扩增脐橙β-甘露聚糖酶基因片段。结果表明：该序列长度274 bp,编码了一段由91个氨基酸残基组成的β-甘露聚糖酶保守区片段。同源比对表明,该序列与GenBank上其他已有的植物β-甘露聚糖酶氨基酸序列的同源性在53%~65%,推断克隆得到的片段是脐橙β-甘露聚糖酶的cDNA片段。     

β-甘露聚糖酶高产菌株的紫外线诱变选育

为给生产实践提供具有更高产酶量的优良菌株,本研究以实验室保藏的一株地衣芽孢杆菌HDYM-04为原始出发株,经自然筛选、紫外线诱变,选育出一株β-甘露聚糖酶高产菌株U2-12。结果表明：依据致死率所选用的最佳诱变剂量为照射距离50 cm,照射时间为10 s,此时,菌株的总突变率为76.11%,正突变率为54.60%,负突变率为20.92%,地衣芽孢杆菌U2-12的产β-甘露聚糖酶能力是原始未紫外线诱变的出发株的242.19%,其遗传性状稳定。本研究可以为后续试验及生产实践提供优势产酶菌株,并为研究紫外线对β-甘露聚糖酶产酶基因的影响提供先决条件。     

辣椒疫霉对双炔酰菌胺抗药性生理生化机制研究

本试验对辣椒疫霉亲本菌株和抗性菌株的生理生化指标进行了测定,初步研究了辣椒疫霉对双炔酰菌胺产生抗性的机制。结果表明:辣椒疫霉亲本菌株和抗性菌株的菌丝生长受NaC l和葡萄糖影响较小,且NaC l和葡萄糖不同浓度处理后的所有菌株之间渗透压也均不存在显著性差异,故得知NaC l和葡萄糖均不能为疫霉菌提供营养和抑制其渗透。双炔酰菌胺低浓度处理能够使抗性菌株菌体内渗漏出较多的内含物,但随着处理时间的延长和浓度的提高内含物渗漏反而减少;亲本菌株和抗性菌株菌体内可溶性蛋白含量和β-1,3葡-聚糖酶的活力差异显著:亲本菌株菌体内的可溶性蛋白含量和β-1,3葡-聚糖酶的活力均高于抗性菌株。随着双炔酰菌胺处理时间的延长,亲本菌株和抗性菌株的可溶性蛋白含量和β-1,3葡-聚糖酶的活力都呈下降趋势。由此得出:辣椒疫霉内含物通过细胞膜外渗,致使药液在菌体内的积累减少,最终使到达作用靶标药剂的实际浓度下降;同时菌体的可溶性蛋白含量降低、β-1,3葡-聚糖酶的活力下降可能是对双炔酰菌胺产生抗性的原因。     

β-甘露聚糖酶对AA+鸡生产性能和免疫功能的影响

为了探讨日粮中添加β-甘露聚糖酶对AA+鸡生产性能和免疫功能的影响,选取1日龄健康的AA+肉鸡180羽,随机为2个处理组,每个处理3个重复,每个重复30只。试验分为对照组(基础日粮)和试验组（基础日粮+ 400g/Tβ-甘露聚糖酶）,试验期42天。结果表明β-甘露聚糖酶能不同程度的提高AA鸡各生长阶段的日增重和饲料转化率,但差异显著（P>0.05）,明显提高42d血液中免疫球蛋白IgM、IgG、IgA的含量,差异显著。21d、42d的免疫器官指数、T淋巴细胞转化率和ND抗体水平也有不同程度的提高,与对照组相比,差异不显著（P>0.05）。说明β-甘露聚糖酶能提高肉用鹌鹑生长性能和增强免疫的功能。     

莴苣种子萌发过程中细胞壁降解酶活性的动态变化

为阐明细胞壁降解酶活性与种子萌发之间的相互关系,以莴苣种子为材料,研究了内切-β-甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶和β-甘露糖苷酶在莴苣种子萌发不同阶段的活性变化.结果表明,莴苣种子吸胀曲线呈"S"型,种子于18 h时开始萌发,随后萌发率迅速上升,48 h时达95.11％;干种子、吸胀种子、狭义萌发种子和完全萌发种子中细胞壁...     

魔芋葡甘聚糖的辐照降解研究

研究了不同剂量的Coγ-射线对魔芋葡甘聚糖(KGM)的辐照降解作用。黏度测定结果表明,辐照后KGM60的黏度随着辐照剂量的增加而显著下降;凝胶渗透色谱(GPC)结果显示,KGM分子量随着辐照剂量的增加而下降,经5.0kGy和100.0kGy辐照后,KGM的重均分子量Mw从未辐照的4.81×105下降到3.70×105和3.98×104;热重分析(TG)结果表明,辐照并未对KGM的热性能造成显著影响,100.0kGy辐照后,KGM的热分解温度只比对照下降20℃。对KGM辐照前后的酶解结果表明,辐照提高了KGM对β-葡甘聚糖酶的敏感性,从一定程度上促进了酶解效果。     

燕麦不同品种β-葡聚糖的积累及差异性研究

燕麦富含的β-葡聚糖具有重要的医疗保健作用.本试验通过对4个皮燕麦品种和5个裸燕麦品种β-葡聚糖积累动态和差异性的研究,明确了裸燕麦的β-葡聚糖含量高于皮燕麦,且裸燕麦品种保罗的β-葡聚耱含量最高,MARION的β-葡聚糖最低;在籽粒形成的四个发育阶段中,灌浆后期的β-葡聚糖积累最多对成熟期β-葡聚糖含量有决定性作用.     

中国大豆蛋白亚基构成分析与缺失部分亚基的特异大豆品种的筛选

大豆蛋白亚基组成的不同直接影响大豆蛋白的加工特性与营养特性。本研究利用SDS-PAGE电泳分析大豆蛋白质组成并提出了便捷的样品预处理方法。对1 624个中国大豆栽培品种的分析结果表明,构成大豆蛋白的主要亚基均有一定变异,同时,结合Western Blot分析,首次在中国大豆栽培品种中发现了β-伴大豆球蛋白的β-亚基缺失的大豆品种,为大豆蛋白质的品质改良育种和加工理论研究提供了重要的材料。     

草本纤维生物提取菌株分泌的关键酶研究

为研究草本纤维生物提取菌株分泌的关键酶种类和特性,采用经典的DNS法对草本纤维生物提取菌株分泌的果胶酶、甘露聚糖酶和木聚糖酶进行系统分析。结果表明,6 个草本纤维非纤维素降解菌株均能同步产果胶酶、甘露聚糖酶和木聚糖酶;在培养的第9~11 h,菌株CBXW-3 分泌的果胶酶活力最高达123 IU/mL,其次为菌株CBXW-1 的果胶酶活力105 IU/mL;菌株CBXW-4 的甘露聚糖酶活力最高达214.2 IU/mL,其次为菌株CBXW-1 的甘露聚糖酶活力162.1 IU/mL;菌株CBXW-4 的木聚糖酶活力最高为111.4 IU/mL,其次为菌株CBXW-6 的木聚糖酶活力87.6 IU/mL。由此得出,6 个目标菌株分泌的草本纤维非纤维素降解酶系种类丰富,酶活力高,可为阐明草本纤维生物提取机理和开发微生物资源的应用价值提供科学依据。     

β-葡聚糖酶的开发与应用研究

β-葡聚糖酶在工业中具有广泛的应用价值。就β-葡聚糖酶的特点和作用进行了阐述。重点论述了β-葡聚糖酶在食品、发酵和饲料等工业方面的应用并展望其发展前景。     

西藏春青稞β-葡聚糖和食用纤维含量的基因型与环境及互作效应分析

为了解基因型、环境及互作效应对西藏春青稞β-葡聚糖和食用纤维含量的影响,选择西藏不同地区春青稞8个品种（品系）,分别在四个地区种植,对其β-葡聚糖和食用纤维含量进行了分析。通过方差分析表明：不同春青稞品种（品系）的β-葡聚糖含量在四个地区间存在差异,而食用纤维含量没有差异;地区间的青稞品种食用纤维含量存在差异,β-葡聚糖含量则不存在差异;从基因型、环境以及基因型与环境互作对二者含量的影响分析得出：在本试验条件下青稞β-葡聚糖含量的变异主要来自供试品种和环境的互作效应作用,其次是品种间差异,环境作用相对较小;而对食用纤维含量的变异主要来自环境效应作用,其次是品种和环境的互作效应,而品种间的差异相对较小。用AMMI模型对β-葡聚糖与食用纤维基因型和环境互作的影响进行分析可以看出：990852在各区域的β-葡聚糖平均含量相对较高,PCA1值较小,对环境的反应比较稳定,是β-葡聚糖含量较理想的品种;品种990625、山青24和喜马拉雅19的食用纤维含量相对较低,但其PCA1值很小,即与环境的互作效应很小,是食用纤维含量较理想的品种。     

毛竹β-1,3-葡聚糖酶基因的克隆及序列分析(英文)

β-1,3-葡聚糖酶是一种植物病程相关蛋白,在植物抵御病害中有重要作用。本研究以毛竹为实验材料,利用RACE技术,克隆毛竹β-1,3-葡聚糖酶基因的外显子序列,并在β-1,3-葡聚糖酶基因的编码区两端设计引物,以毛竹基因组DNA为模版扩增该基因的内含子序列。序列结果表明,该基因全长1693bp,包含两个外显子和一个内含子,命名为PheGLU(GenBank登录号GU238236)。该基因包含1个996bp的开放阅读框,编码332个氨基酸,相对分子质量为3.541×104Da,其等电点pI为6.389,是一个酸性蛋白且分泌到胞外;其中,该蛋白的二级结构中包含35.15%的α-螺旋,21.82%的β-转角,43.03%的延伸链和无规则卷曲等;三级结构同源建模预测显示,它与大麦β-1,3-葡聚糖酶(PDB number:1ghsA)具有80.4%的同源性;聚类分析显示,该基因序列与已报道的其它植物具有较的高氨基酸序列同源性。本研究为进一步鉴定毛竹β-1,3-葡聚糖酶基因的抗真菌病害能力奠定了基础。