辣椒疫霉菌细胞壁降解酶种类与活性分析

细胞壁降解酶是植物病原菌主要致病因子之一。提取活体内、外辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)产生的细胞壁降解酶(cell wall degrading enzymes,CWDEs),对其种类及活性进行分析。结果表明:辣椒疫霉菌在活体内能产生多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)、果胶甲基反式消除酶(PMTE)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)和纤维素酶(Cx)5种CWDEs;在活体外产生PG、PMG、PMTE和PGTE等4种CWDEs;pH值为5,温度为30℃和反应30min是PG和PMG活性的最佳反应条件,PGTE和PMTE酶活反应的最佳条件分别是pH值为8和9,温度为40℃和50℃,反应时间均为10min。     

水稻纹枯病菌胞壁降解酶的产生及致病作用

水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solaniKühn)在改良的Marcus培养液中能产生多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)和果胶甲基反式消除酶(PMTE)5种胞壁降解酶,其中PG、Cx和PMG活性较高,而PGTE和PMTE活性很低。病菌产生胞壁降解酶的最佳条件是:在pH5培养液中28℃下静置培养6 d。病菌接种水稻叶鞘后也能显著产生PG、Cx和PMG等胞壁降解酶,并且病斑外侧褪绿部酶活最高,平均为对照(健康部)的3.4倍;其次是褐色部,酶活总量平均为对照的2.9倍;病斑中央枯白部酶活较低,但明显高于对照。这一结果提示,在病菌侵染和扩展过程中胞壁降解酶起重要作用。果胶酶(PG、PMG)和纤维素酶(Cx)无论是单独处理还是混合处理,对水稻叶鞘都具有显著地损伤细胞膜和浸渍组织的作用。     

芒果细菌性角斑病菌细胞壁降解酶反应条件优化…

为优化出芒果细菌性角斑病菌细胞壁降解酶酶活性的反应条件,采用3,5-二硝基水杨酸法(DNS法),分别测定以1％羧甲基纤维素钠(CMC)、0.5％CMC+0.5％果胶和1％果胶为诱导底物的细胞壁降解酶活性,并从温度、时间、pH等方面优化酶活性测定条件.结果表明:在3种主要细胞壁降解酶中,羧甲基纤维素酶(Cx)以1.0％CMC作为底物诱导效果最好,多聚半乳糖醛酸酶(PG)和果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)以1.0％柑橘果胶作为底物诱导效果最好.Cx和PG的最适反应温度分别为60℃和50℃,最适反应时间分别为60 min和20 min,当pH分别达到4.6和6.6时,Cx酶和PG的酶活性最强.     

芦笋茎枯病菌细胞壁降解酶活性的测定及条件优化

为明确芦笋茎枯病菌细胞壁降解酶的活性及测定条件,利用3,5-二硝基水杨酸法(DNS法)测定7种常见细胞壁降解酶的活性,比较不同底物对3种主要酶的诱导作用,并从温度、时间、pH值等方面优化酶活性的测定条件。结果表明:7种细胞壁降解酶中,多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)的活性较高,其次是果胶甲基半乳糖醛酸酶(polymethylgalacturonase,PMG)和β-1,4-内切葡聚糖酶(endo-β-1,4-glucanase,Cx),其他4种酶活性较低。在3种主要细胞壁降解酶中,Cx以1%羧甲基纤维素钠盐(CMC)作为底物的诱导效果较好,PG和PMG以1%柑橘果胶(pectin)作为底物的诱导效果较好。Cx的最佳反应温度是50℃,PG的最佳反应温度是50~60℃,PMG的最佳反应温度是60℃;Cx的最佳反应时间是50 min,PG和PMG的最佳反应时间是60 min;Cx和PG的最佳反应pH值是4.0,PMG的最佳反应pH值是8.0。     

细胞壁酶活性与甜橙果实质地的相关性研究

对在中亚热带生态类型的江安罗伯逊脐橙和伏令夏橙果实生长发育全过程中的果胶甲酯酶(PE)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)与果胶、半纤维素(hemicellulose,HC)、木质素(lignin)等果实质地成分的相关动态变化的研究结果表明:PE、PG和Cx在果实生长发育过程中一直存在,不同种类甜橙的PE、PG活性都以成熟期为转折点;随着PG和PE两种酶活性的增加,果胶物质分解,果实硬度下降,Cx活性对细胞壁中难溶态半纤维素含量影响最大;随着果实的生长发育进程,果实内木质素的含量呈现急剧下降的趋势。     

香蕉枯萎病菌2种细胞壁降解酶酶活性平板检测方法

以病原真菌香蕉枯萎病菌4号生理小种为材料,建立了多聚半乳糖醛酸酶和纤维素酶的平板检测方法.多聚半乳糖醛酸酶的最佳产酶和检测条件为:诱导底物为果胶,接种孢子终浓度为1×104mL-1,培养时间为3 d.37℃时检测的多聚半乳糖醛酸酶活性最大;纤维素酶的最佳产酶和检测条件为:诱导底物为羧甲基纤维素,接种孢子终浓度为1×105mL-1,培养时间为3 d,37℃时检测的纤维素酶活性最大.在此基础上,筛选已获得的香蕉枯萎病菌4号生理小种致病力减弱突变体,获得了2株多聚半乳糖醛酸酶和纤维素酶酶活性显著降低的致病突变体.     

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。     

茄科尖孢镰刀菌3 个专化型细胞壁降解酶的比较

对茄科作物致病尖孢镰刀菌番茄专化型(Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici,FOL)、茄子专化型(F.oxysproum f. sp. melongenae,FOM)和辣椒专化型(F.oxysporum f. sp. capsicum,FOC)细胞壁降解酶多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)、果胶甲基反式消除酶(PMTE)及纤维素酶(Cx)进行比较。对3个专化型分别在寄主植物体内细胞壁降解酶活性测定表明:发病茄子和番茄体内酶活性从高到低依次为PG、PMG、PGTE、Cx 和PMTE,发病辣椒体内酶活性从高到低依次为PG、PGTE、PMG、PMTE 和Cx。体外诱导试验发现,FOC所产生的PG活性比FOM和FOL高,而FOM所产生的PGTE比FOC和FOL高,3个专化型的PMG、PMTE和Cx活性没有显著差异。通过PG同工酶薄层等电聚焦电泳分析,FOL、FOM和FOC分别产生5、5、3个PG同工酶,各有1条特异的PG同工酶条带。推测此3个专化型PG同工酶的差异可能和病原菌的致病作用和寄主专化性差异有关。     

常温贮藏猕猴桃果实的生理变化

通过对采后常温贮藏的“秦美”和“H ayw ard”猕猴桃果实硬度、可溶性固形物、呼吸强度、乙烯释放量、多聚半乳糖醛酸酶(PG酶)、纤维素酶、果胶甲酯酶(PE酶)等项目的测定,研究了猕猴桃果实常温贮藏下的生理变化。结果表明:采后常温下贮藏猕猴桃硬度下降,有呼吸高峰出现,多聚半乳糖醛酸酶(PG酶)和纤维素酶的活性逐渐上升,到达一定时间后又下降,果胶甲酯酶(PE酶)活性呈下降趋势。     

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。     

热处理对冷藏茄子果实细胞壁代谢的影响

研究热处理对冷藏茄子果实细胞壁物质含量和细胞壁降解酶活性的影响。结果表明:与对照果实相比,热处理可有效抑制冷藏茄子果实冷害指数(CI)的上升,保持较高的硬度,延缓果胶甲酯酶(PME)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(CX)和β-半乳糖苷酶(β-Gal)活性的上升,抑制离子结合型果胶(ISP)、共价结合型果胶(CSP)、半纤维素和纤维素含量的下降。结果说明热处理减轻冷藏茄子果实冷害与抑制细胞壁代谢有着密切的关系。     

哈密大枣在干制过程中几种酶及果胶和纤维素变化的研究

[目的]以新鲜哈密大枣为原料,探讨干制温度对哈密大枣品质相关酶及指标的影响,为提高干制大枣品质新工艺提供理论依据.[方法]测定干制过程中哈密大枣多聚半乳糖醛酸酶、果胶甲酯酶、纤维素酶活性及果胶与纤维素含量,研究干制过程中哈密大枣品质相关酶及指标的变化趋势.[结果]干制过程中与哈密大枣品质直接相关指标包括多聚半乳糖醛酸酶、纤维素酶,果胶甲酯酶的活性及果胶和纤维素含量受干制温度的影响较大.[结论]干制温度对果胶和纤维素的含量及酶活性影响显著;多聚半乳糖醛酸酶、果胶甲酯酶、纤维素酶是影响大枣品质的重要酶.     

鲜食枣与制干枣的成熟软化机理差异研究

为探讨鲜食枣和制干枣果实成熟软化过程中细胞壁组成物质及相关酶类活性变化,通过鲜食枣冬枣和制干枣骏枣转录组测序,筛选了枣果实不同发育阶段细胞壁代谢相关的差异基因;以冬枣和制干枣木枣为材料,测定了果实7个发育时期和采后30d内的硬度、含水量、细胞壁物质含量及相关酶类活性变化。结果表明,枣果实成熟过程与果胶酶、纤维素酶和半纤维素酶基因等的调控相关。木枣成熟期果实硬度和含水量变化具有一致性。冬枣和木枣果实成熟软化过程中果胶显著降解,多聚半乳糖醛酸酶(PG)和果胶酯酶(PE)作用显著,但对冬枣采后软化作用不大。冬枣和木枣果实中纤维素分别积累至脆熟期和完熟期后发生降解,纤维素酶(Cx)在木枣完熟期的作用显著。这说明冬枣和木枣果实质地和成熟软化机制是不同的,该研究也为鲜食枣和制干枣果实的成熟采收和贮藏保鲜提供了依据。     

减压贮藏对冬枣果实呼吸及软化相关指标的影响

研究了在-1±1℃条件下不同减压强度(86.1、70.9、55.7、40.5、25.3 kPa)贮藏对冬枣果实呼吸强度、硬度、非水溶性果胶含量及多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性的影响。结果表明,减压贮藏可以抑制冬枣的呼吸作用,保持冬枣的硬度,抑制非水溶性果胶的降解,但对PG活性的影响不明显。不同减压条件对冬枣贮藏期呼吸强度和软化相关指标的影响不同,其中55.7 kPa减压条件下冬枣的贮藏保鲜效果最好。     

人参核盘菌侵染对参根不同部位细胞壁降解酶及防御酶活性的影响

为了明确人参不同部位对人参核盘菌的敏感性,在温室分别对人参芦头部和须根部接种病菌,观察不同部位发病情况,并对人参不同部位细胞壁降解酶活性及寄主防御酶活性进行测定。结果表明,人参菌核病芦头部发病时间早于根须部。人参芦头部多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、果胶甲基反式消除酶(PMTE)活性在侵染过程中大于根须部,而多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)活性在侵染中期及羧甲基纤维素酶(Cx)、β-葡萄糖苷酶活性在侵染后期出现芦头部小于根须部的现象。人参根须部过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性在侵染前期,超氧化物歧化酶(SOD)活性在侵染中期大于芦头部。可见,人参芦头部对菌核病较根须部敏感,可能主要是芦头部在病菌侵染前期细胞壁降解酶(PG、PMG、PMTE)活性较高,而防御酶(POD、CAT)活性较低造成。     

骏枣果实成熟过程中果胶和纤维素代谢及其基因表达

【目的】探究制干枣品种骏枣果实在成熟过程中细胞壁物质和相关酶类的动态变化规律,以及相关基因的表达调控机制,为枣果实发育与成熟评价提供依据。【方法】选取制干枣骏枣白熟期至完熟期7个时期的果实样品,测定硬度、含水量、可溶性固形物(TSS)含量、色差、果胶和纤维素含量及多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶酯酶(PE)、纤维素酶(Cx)活性;根据枣果实转录组测序的基因注释选择15个细胞壁代谢相关基因,用实时荧光定量PCR验证其在各个时期的表达量,并分析骏枣生理指标与基因表达量的相关性。【结果】(1)随着骏枣果实的成熟,其硬度在完熟后期显著降低,果实含水量呈下降趋势,TSS含量线性上升,色差指标在完熟期趋于稳定。(2)果胶和纤维素含量前期无显著变化,但完熟期有所增加,PG活性呈波动状态,PE和Cx活性有所增加。(3)3个PG相关基因表达量在完熟期降至较低水平,3个PE相关基因表达量在脆熟期达到峰值,纤维素及其酶类7个相关基因的表达量在各个时期表现不同,其中β-Glu40在完熟期表达量比其他基因高。【结论】PG及其相关基因与骏枣果实成熟和软化的相关性小,PE相关基因对果实软化具有先导作用,Cx及其相关基因对果实成熟具有联合调控作用。     

黄金梨果肉硬化症发生关键时期的确定

[目的]确定黄金梨果肉硬化症发生的关键时期。[方法]以黄金梨为材料,研究了黄金梨果实果肩部和果顶部细胞壁组分及其降解酶活性的变化。[结果]随着黄金梨果实的生长发育,果实纵、横径逐渐增大,果实生长曲线呈单＂S＂型;果肩和果顶部细胞壁组分及其降解酶活性的变化趋势相似,纤维素和原果胶含量逐渐下降,可溶性果胶含量逐渐上升;纤维素酶（Cx）活性逐渐增高,果胶甲酯酶（PME）活性逐渐下降,多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性先上升后下降;果肩和果顶的可溶性果胶含量CX、PME和PG活性在果实膨大期发生转折,果实膨大期是黄金梨果肉硬化症发生的关键时期;纤维素和Cx可能在果肉硬化中起着关键作用。[结论]该研究为果肉硬化症的防治提供了理论依据。     

葡萄酸腐病菌sf-19细胞壁降解酶活性及其致病作用

葡萄酸腐病近年来在中国主要葡萄产区发生普遍而严重,造成葡萄近成熟期果穗大量腐烂,直接影响葡萄的产量和质量.[目的]为了明确引起葡萄酸腐病菌的致病机制,对一株强致病性菌株sf-19(Hanseniaspora uvarum)进行细胞壁降解酶及其致病作用的研究.[方法]采用紫外分光光度计法和3,5-二硝基水杨酸法(DNS)测定该病原菌产生细胞壁降解酶的种类和活性.[结果]结果发现:菌株sf-19可以在诱导培养基上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)、果胶甲基反式消除酶(PMTE)和多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE),其中,PG、PMG和Cx的活性较高,且最适培养时间分别为6、4、2d,最适宜产酶pH为5.另外,菌株sf-19的菌悬液及其产生的细胞壁降解酶可引起葡萄果实腐烂,扫描电镜观察可见葡萄果皮内侧的组织和结构出现空洞及崩解,但果皮表面无明显组织和结构的变化.[结论]结果表明Hanseniaspora uvarum 产生的细胞壁降解酶是引起果实腐烂的重要原因之一,且符合其不能直接侵入的特性.     

利用生物酶降解烟草果胶的研究

研究了果胶甲酯酶、果胶裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶、纤维素复合酶处理烟叶,细胞壁物质降解后,烟叶中果胶的含量与结构以及中性糖比例的变化。结果显示:4种生物酶可以有效降低烟叶中细胞壁类物质的含量,最高降幅可达17.8%;果胶甲酯酶和果胶裂解酶处理后的烟样,果胶的甲酯度显著降低,多聚半乳糖醛酸酶处理后果胶甲酯度略有增大;酶处理后果胶中性糖的含量均比对照样增加,但不同种类酶处理的中性糖比例有区别。果胶裂解酶和纤维素酶处理后,烟叶中性香气物质总量(不含新植二烯)分别提高了24.4%和21.9%。     

应用基因工程改良果实成熟特性研究进展

概述了近年来应用基因工程和生物技术方法进行果实成熟特性改良 ,培育耐贮运品种方面的研究进展。主要介绍了与乙烯生物合成有关的ACC合成酶 (ACS)、ACC氧化酶 (ACO)和与细胞壁水解有关的多聚半乳糖醛酸酶 (PG)、果胶甲酯酶 (PME)、纤维素酶 (EG)基因的克隆与应用研究进展。