水稻中超氧诱导与稻瘟菌抗性及苯丙氨酸解氨酶、几丁酶β-1,3-葡聚糖酶活性诱导的关系

19个水稻(Oryza sativa L.)品种和8个稻瘟菌生理小种,或它们菌丝代谢产物(RBHM)组成的亲和与非亲和组合, 及一些品种和稻瘟菌生理小种间交叉组合的实验结果表明,在非亲和组合中的水稻品种都有超氧(O₂^-)产率的诱导升高。 毛地黄皂苷诱导O₂^-产率增高同时,也使稻苗对原亲和病原表现出抗性。二乙基二硫代氨基甲酸(DDTC)对超氧歧化酶(SOD)活性近乎完全抑制时,能使O₂^-产率猛增;N- 乙烯马来酰亚胺(NEM)近乎完全清除O₂^-时,也可增加SOD活性。 放线菌素D和环己亚胺处理后能抑制SOD活性,而使O₂^-产率明显增高。除了抗病时苯丙氨酸解氨酶(PAL) 活性诱导比感病时增长较强或较早外,无论用RBHM也好,毛地黄皂苷、DDTC、NEM也好,PAL活性都会增加。但它们都不能诱导几丁酶、β-1,3-葡聚糖酶活性升高。这样,PAL活性的诱导似乎并不是水稻对病原攻击一种特异的反应。几丁酶、β-1,3- 葡聚糖酶活性诱导升高未必与O₂^-产率相关,而且诱导它们表达的信号传导与PAL也可能是不相同的。     

水稻CO39β-1,3-葡聚糖酶基因的克隆

以CO39四叶期水稻苗的叶片为材料,提取水稻基因组DNA,通过PCR扩增获得水稻β-1,3-葡聚糖酶基因（CO39-β-1,3-Glu）,经序列测定得知该基因大小为489bp,通过Blastn搜索确定该片段位于水稻10号染色体。序列比对结果表明,CO39-β-1,3-Gill与己知的水稻Gns7和大豆Glycinesoja clone Gs522194a endo-β-1,3-glucanasegene,Glycine soja clone Gs464889-Bendo—β-1,3-glucanase gene三个基因的相似性分别为51．5％,47．2％和49．1％。CO39-β-1,3-Giu基因是β-1,3-葡聚糖酶基因家族的一个成员。     

大豆疫霉菌诱导的β-1,3-葡聚糖酶与寄主抗病性的关系

为明确-1,3-葡聚糖酶与大豆抗大豆疫霉根腐病的关系,分别测定了具有不同抗性的3个大豆品种的真叶和第1片复叶被大豆疫霉菌侵染后β-1,3-匍聚精酶的活性,并分析其与抗病性的关系.侵染大豆真叶和第1片复叶后备品种的β-1,3-葡聚糖酶活性均明显升高.接种大豆真叶后抗病品种48 h出现酶活性高峰,酶活性增加105.9%;中感晶种和感病品种72 h出现酶活性高峰,酶活性增加量分别为66.3%和65.7%.接种大豆复叶后酶活性的变化与真叶反应一致.说明β-1,3-葡聚糖酶的活性与大豆品种的抗病性呈正相关,抗病品种较感病品种酶活性峰值出现早,酶活性增加量高.对酶的部分性质的研究结果表明:酶的最适反应温度为55℃,最适反应pH为5.0,在55℃以下,pH 4.5～7.5范匍内酶活性较稳定.Ca2+、Mn2+、K+、Al3+对酶均有激活作用,Mg2+、Cu2+、Zn2+、Fe3+、Fe2+、Hg2+、Ba2+对酶有抑制作用.抑菌试验表明,β-1,3-葡聚糖酶粗酶液对大豆疫霉菌的菌丝生长和游动孢子萌发有明显的抑制作用.     

大麦β-葡聚糖酶的研究和展望

主要存在于大麦糊粉层和盾片中的大麦 β -葡聚糖酶 (1,3- 1,4 - β -葡聚糖酶 )属于诱导酶 ,种子萌发期间受赤霉酸 (GA)诱导而激活。 1,3- 1,4 - β -葡聚糖酶和 1,3- β -葡聚糖酶基因是 β -葡聚糖酶基因家族中两类 ,这两类β -葡聚糖酶水解酶具有不同的特性和功能 ,它们与大麦的制啤和抗病密切相关 ,遗传工程将为大麦的品质改良和选育抗病品种提供新的机遇。     

花生种子苯丙氨酸解氨酶活性与抗黄曲霉侵染的关系

研究了花生种子苯丙氨酸解氨酶 (PAL)活性的变化与抗黄曲霉的关系。结果花生种子接种黄曲霉前苯丙氨酸解氨酶活性与抗性无关。接种黄曲霉后 ,抗病品种与感病品种中苯丙氨酸解氨酶活性的变化不同。抗病品种接种后 1d苯丙氨酸解氨酶被诱导激活 ,PAL活性达到高峰 ,而感病品种反应缓慢 ,需要 4～ 5d酶活性才达到高峰     

水稻CO39β-l,3-葡聚糖酶基因的克隆

以CO39四叶期水稻苗的叶片为材料,提取水稻基因组DNA,通过PCR扩增获得水稻β-l,3-葡聚糖酶基因(CO39-β-l,3-Glu),经序列测定得知该基因大小为489bp,通过Blastn搜索确定该片段位于水稻10号染色体。序列比对结果表明,CO39-β-l,3-Glu与已知的水稻Gns7和大豆GlycinesojacloneGs522194aendo-β-1,3-glucanasegene,GlycinesojacloneGs464889_Bendo-β-1,3-glucanasegene三个基因的相似性分别为51.5%,47.2%和49.1%。CO39-β-l,3-Glu基因是β-l,3-葡聚糖酶基因家族的一个成员。     

几丁质酶产生菌发酵液对水稻生长及防御酶活性的影响

用自然界筛选到的抗稻瘟病几丁质酶产生菌H3发酵液处理水稻幼苗后,检测水稻幼苗质量及其体内苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的变化,以期探讨发酵液的作用机理。结果表明,H3菌株产酶发酵液处理2种水稻幼苗后,培两优288苗高和百苗干物重分别比对照分别增加58.9%、35.4%,旱干127苗高和百苗干物重比对照分别增加66.8%、26.2%,苯丙氨酸解氨酶活性和过氧化物酶活性明显增加,过氧化氢酶活性下降。H3菌株发酵液能诱导水稻幼苗防御酶的活性变化,使其朝有利于水稻幼苗生长和抵抗病害的方向发展。     

利用瞬间表达技术分析小麦几丁质酶和β-1,3葡聚糖苷酶基因的抗病性功能

几丁质酶基因和β-1,3葡聚糖苷酶基因是植物抗病反应过程中的两类重要的病程相关蛋白（PR）基因。为了快速准确地评价此类基因组成性表达后的抗病效果及在分子育种上的应用价值。利用瞬间表达技术分别在感病小麦品种离体叶片表皮细胞中过量表达1个小麦几丁质酶基因Cht4和2个小麦β-1,3葡聚糖苷酶基因Glb3s2和Glb3s6,并以GUS基因的共表达标识阳性转化细胞。基因枪轰击后高密度接种白粉病菌孢子。40h后观察转化阳性表皮细胞度其表面抱子的发育,并以阳性转化细胞中白粉病菌成功侵入的细胞所占比例（侵入频率）为指标分析目标基因的表达对白粉病菌入侵及吸器形成产生的影响（对照为单独导入GUS基因的表皮细胞）。结果表明,小麦几丁质酶基因Cht4（侵入频率为18．3％,对照为25．04％）和小麦肛1,3葡聚糖苷酶基因Glb3s2（侵入频率为19．63％,对照为24.63％）在感病小麦品种叶片表皮细胞中的瞬间表达,对白粉病菌侵入和吸器形成均有抑制作用,在一定程度上增强了表达细胞对白粉病菌的抗性。     

烟草Ⅰ类几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶cDNA植物双价表达载体的构建及转化番茄的研究

将烟草中经修饰的Ⅰ类几了质酶和β－1,3-葡聚糖酶cDNA分别加上CaMV35S启动子和NOS终止子,依次插入到同一植物表达载体pBin19上,获得植物双价表达载体pCG－Ⅱ。然后载体pCG－Ⅱ以土壤农杆菌LBA4404介导转化番茄,再生植株的点杂交及PCR扩增证明两种cDNA已随T－DNA同时导入番茄植株中。     

小麦高温抗条锈性表达与苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶活性的关系

测定了小麦高温抗条锈性表达过程中小麦叶内苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶的活性变化。结果表明，高温抗条锈性品种，在小麦高温抗条锈性表达过程中，接种寄主叶内PAL活性对高温非常敏感。在高温处理12h时PAL活性就很快增高，到24h就达到活性高峰，形成一个对高温敏感的特异峰，且该峰可以从高温处理12h持续到72h。小种专化抗锈性的PAL活性也较对照增高，但对温度处理没有明显的活性峰。多酚氧化酶在高温抗条锈性表达过程中变化与对照无明显变化。     

苯并噻二唑诱发水稻对稻瘟病抗性中防卫相关酶活性的变化

分析了苯并噻二唑（BTH）诱导水稻对稻瘟病抗性中苯丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂醇脱氢酶（CAD）、过氧化物酶（POD）、脂氧合酶（LOX）、β-1,3-葡聚糖酶和几丁酶等活性的变化。结果表明BTH诱导处理亲和性水稻品种第3叶后提高了处理叶及其上位第4叶中CAD、LOX和β-1,3-葡聚糖酶等的活性;经BTH处理的幼苗接种稻瘟菌后,处理叶和其上位叶中CAD、POD、LOX和β-1,3-葡聚糖酶等活性快速增加,且增长幅度均显著大于对照。几丁酶活性在受稻瘟菌侵染后升高,但BTH诱导处理并不能促进其增加;PAL活性在BTH处理及稻瘟菌接种后均无明显变化。这些结果说明,BTH处理能诱导CAD、POD、LOX和β-1,3-葡聚糖酶等活性的增加,而且这些酶活性的升高可能与BTH诱发系统获得抗性的表现有关。     

三明野生蕉β-1,3-葡聚糖酶Mugsp7基因克隆及其在低温处理下的表达分析

以三明野生蕉组培苗为材料,通过RT-PCR技术克隆获得β-1,3-葡聚糖酶基因Mugsp7（β-1,3-glucanase）的 cDNA 和 gDNA 序列,并对该基因进行生物信息学分析和不同低温下的实时荧光定量PCR表达分析,并进一步测定8 ℃处理1、2、3、4和5 d后三明野生蕉叶片β-1,3-葡聚糖酶活性。结果表明：Mugsp7的 gDNA 长 1132 bp,开放阅读框（ORF）长984 bp,具有一个148 bp的内含子,共编码 327 个氨基酸。cDNA、gDNA 的登录号分别为 KU363808和KU363809。生物信息学分析表明,Mugsp7 属于酸性、亲水、稳定性蛋白,不具有信号肽,与小果野蕉、大叶藻、玉米、大麦、水稻等位于同一分支,与小果野蕉亲缘关系较近分为一类。实时荧光定量PCR表明,不同低温处理和8 ℃低温不同时间处理下,Mugsp7 呈现不同表达模式,且三明野生蕉叶片β-1,3-葡聚糖酶活性的测定分析也进一步表明,Mugsp7 能进一步响应低温胁迫。因此,推测 Mugsp7 在三明野生蕉抗寒响应中发挥重要作用。     

玉米小斑病菌C毒素培养滤液对玉米叶片苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的诱导效应

分别用不同低浓度玉米小斑病菌C毒素培养滤液处理两种基因型(B37和C103)同核异质系的玉米叶片后再接高浓度毒素培养滤液,观察其病斑大小并测定与抗病相关的关键酶——苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性变化。结果表明,对CB37的处理,以1∶50处理效果较好,PAL酶活性最高;对CC103的处理,以1∶60处理效果较好,PAL酶活性最高。在不同基因型、不同细胞质中所需激发子最有效地激活浓度及激活时间不同,确定了低浓度C毒素作为激发子来诱导玉米的获得性抗性具有一定的广泛性。     

农杆菌介导的β-1, 3-葡聚糖酶基因转化花生的研究

以花育22号成熟胚萌发5-7 d的幼叶为外植体,以农杆菌为介导将含有β-1,3-葡聚糖酶基因的表达载体pATC940转入花生,获得转基因植株。结果表明,外植体经预培养1-2 d,于OD600为0.5-1.0之间的农杆菌菌液中浸泡10-15 min,再共培养3 d,有利于提高转化率。并对再生的抗性植株进行了PCR检测。     

农杆菌介导法将β-1，3-葡聚糖酶基因导入油菜的研究初报

将克隆的烟草 β-1 ,3 -葡聚糖酶基因插入双子叶植物高效表达载体 p Bin4 3 8中 ,构建了植物表达载体 p BLG。利用农杆菌介导法 ,将此抗真菌基因导入甘蓝型双低油菜品种 H1 65中 ,得到了抗卡那霉素的再生植株 ,并探讨了影响油菜分化的几个要素。结果表明 :乙酰丁香酮及硝酸银等物质对油菜分化及绿苗的形成具有重要作用 ;油菜对卡那霉素十分敏感 ,提高卡那霉素浓度有可能将一部分转化体淘汰。对 8株再生植株进行了 PCR检测 ,其中 4株表现为阳性。进一步的点杂交分析表明 ,有 3株表现出较强的杂交信号 ,初步说明外源基因已整合到油菜基因组中