Chalcone suppresses lignin biosynthesis in illuminated soybean cells

Lignin and its related metabolites play critical roles in plant growth and development. Thus, lignin biosynthesis has attracted interest as a novel target site of plant growth inhibitors. Chalcone has been shown to not only inhibit lignin biosynthesis in plants, but also to suppress the growth of many annual plant species. In order to know the direct effect of chalcone on plant metabolism, the effects of chalcone on the activities of key enzymes in lignin biosynthesis and on the related metabolites were clarified with a time‐course study by using light‐induced suspension cultures of soybean cells. The fresh weight and packed cell volume of the soybean cells were inhibited after 8 h of chalcone treatment. The activities of phenylalanine ammonia lyase (EC 4.3.1.24) and 4‐coumarate: coenzyme A ligase (4CL; EC 6.2.1.12) were largely inhibited 4 h after the treatment with 0.15 mmol L^?1 chalcone. Unlike these two enzymes, the activity of cinnamyl alcohol dehydrogenase (EC 1.1.1.195) was not inhibited until 16 h after the chalcone treatment. The content of the 4CL substrates and lignin in the soybean cells became relatively lower than the control under the light condition within 4 h and 8 h after the chalcone treatment, respectively. These results suggest that the growth suppression of soybean cells is positively associated with the inhibition of lignin biosynthesis by exogenous chalcone.     

植物苯丙氨酸解氨酶表达调控机理的研究进展

植物苯丙氨酸解氨酶(PAL,EC 4.3.1.5)是苯丙烷类化合物代谢的关键限速酶,在次生代谢物合成及抗逆过程中有重要作用。从植物苯丙氨酸解氨酶的基本特性、蛋白定位、基因特点以及组织表达模式等方面,对近几年PAL在次生代谢物的生物合成和信号调控中的研究进展进行综述,旨在为苯丙烷合成途径中重要关键酶基因的多样性、表达调控机制复杂性和次生代谢物积累的分子机理以及苯丙氨酸解氨酶的利用研究提供理论依据和应用参考。     

茄子感染萎病菌前后酶活性的动态反应和同工酶变化

研究了不同茄子品种接种黄萎病前后过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）、超氧化物岐化酶（SOD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）酶活性的动态反应及同工酶变化，结果表明在测定的大多数时间内，POD、PPO、PAL酶活性越大，抗性越强，供试的3个茄子品种酶都出现一个高峰，而且抗病品种酶活性上升的比较。无论感病植株还是抗病植株，接种黄萎病菌后POD、PPO同工酶都出现新带，SOD同工酶没有出现新带，但酶量有所增加 。这可为抗病育种提供理论依据。     

壳聚糖浸种对玉米幼苗根系中几种防御酶活性的影响

壳聚糖是几丁质脱乙酰基后得到的一种氨基多糖。用16mg·L(-1)的壳聚糖溶液浸种,可提高玉米幼苗根系中苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（PO）和多酚氧化酶（PPO）3种防御酶的活性。抗病杂交种冀丰58号的酶活性升高幅度,大于感病杂交种掖单13号。壳聚糖浸种后再接种肿囊腐霉,3种防御酶的活性增强较单独壳聚糖浸种或单独接种肿囊腐霉更明显。     

Characterization of a New Biofunctional,Exolytic Alginate Lyase from Tamlana sp. s12 with High Catalytic Activity and Cold-Adapted Features

Alginate, a major acidic polysaccharide in brown algae, has attracted great attention as a promising carbon source for biorefinery systems. Alginate lyases, especially exo-type alginate lyase, play a critical role in the biorefinery process. Although a large number of alginate lyases have been characterized, few can efficiently degrade alginate comprised of mannuronate (M) and guluronate (G) at low temperatures by means of an exolytic mode. In this study, the gene of a new exo-alginate lyase—Alys1—with high activity (1350 U/mg) was cloned from a marine strain, Tamlana sp. s12. When sodium alginate was used as a substrate, the recombinant enzyme showed optimal activity at 35 °C and pH 7.0–8.0. Noticeably, recombinant Alys1 was unstable at temperatures above 30 °C and had a low melting temperature of 56.0 °C. SDS and EDTA significantly inhibit its activity. These data indicate that Alys1 is a cold-adapted enzyme. Moreover, the enzyme can depolymerize alginates polyM and polyG, and produce a monosaccharide as the minimal alginate oligosaccharide. Primary substrate preference tests and identification of the final oligosaccharide products demonstrated that Alys1 is a bifunctional alginate lyase and prefers M to G. These properties make Alys1 a valuable candidate in both basic research and industrial applications.     

植物激活蛋白对黄瓜的促生诱抗相关酶的影响

为探讨植物激活蛋白对植物的促生、诱抗作用，以30mg．L^-1的激活蛋白处理黄瓜种子、幼根和叶片，测定了激活蛋白对黄瓜幼根生长以及脱氢酶、过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶和脯氨酸含量的影响。结果表明，激活蛋白诱导处理黄瓜种子24、36h后，幼根长度均明显高于对照，二者差异显著；处理幼根12h后脱氢酶活性比对照提高29．62％；处理子叶1．5h后脯氨酸含量较对照提高44．61％，4d后苯丙氨酸解氨酶较对照提高15．36％；处理叶片1～6h过氧化物酶活性均高于对照，1．5h后比对照增加了248．73％。     

九孔鲍褐藻酸酶降解褐藻胶的反应条件与酶解产物的分析

以九孔鲍(Haliotis diversicoloeaquatilis)为原料制备一定纯度的褐藻酸酶,并对影响其降解褐藻胶的条件和产物的性质进行分析。该酶的最适温度和pH分别为45℃和7.0;与磷酸盐缓冲液相比,其在Tris-HCl缓冲液中与底物的亲和力相对较高。动力学曲线表明酶解反应主要发生在1 h之内,在2 h之内达到平衡,酶的剂量和底物的浓度对该平衡起到一定的影响作用。反应2 h之后,添加同数量的酶或者底物发现,产物的反馈抑制只是反应达到平衡的一个影响因素,而酶的变性失活也起到了重要的作用。金属离子对酶的活性具有明显的影响,Co2 、Mg2 对酶的活性具有较强的促进作用,而Cu2 、Ag 和Zn2 则具有较强的抑制作用。产物特性黏度的变化主要是在1 h内,2 h后基本不再改变。1HNMR图谱分析发现随着聚甘露糖片段,特别是M-M二聚体的降解,MG二聚体、GGM和MGM三聚体的量相应增多,表明该酶属于甘露糖裂解酶(EC 4.2.2.3)。     

大丽轮枝菌果胶裂解酶PL1家族基因VdPL1-4的致病功能研究

大丽轮枝菌Verticillium dahliae引起的黄萎病是一种传播迅速且为害广泛的土传维管束真菌病害。大丽轮枝菌分泌的水解酶在侵染中发挥重要作用,尤其是纤维素酶和果胶酶。大丽轮枝菌果胶裂解酶包括PL1、PL3、PL4、PL9和PL11 5个家族,其中PL1家族成员数目最多,但对该家族的致病功能还未见系统研究。本研究明确大丽轮枝菌PL1家族共包含17个成员,且多数成员在侵染早期上调表达,其中VdPL1-4和VdPL1-8在侵染早期强烈诱导表达。挑选VdPL1-4构建缺失突变体,发现VdPL1-4缺失后菌株对棉花的致病力显著下降,对复杂碳源(果胶、羧甲基纤维素、淀粉)的利用能力受限,该基因回补后菌株的毒力和碳源利用能力均得以恢复。信号肽介导的分泌活性验证表明VdPL1-4为分泌蛋白。以上研究表明,VdPL1-4是重要毒力因子,研究结果为后续系统解析果胶裂解酶在病原致病过程中发挥的作用提供了理论依据。     

不同烤烟品种叶片代谢关键酶活性差异研究

以翠碧一号、K326、中烟100、云烟87、红花大金元、中烟103为试验材料,通过大田试验研究了不同烤烟品种叶片不同生育时期代谢关键酶活性以及质量差异。结果表明:从栽后25d开始,烟叶谷氨酰胺合成酶(GS)活性呈双峰曲线,K326和云烟87最低,翠碧一号和中烟103前高后低;淀粉酶活性随烟叶生长而增长并到55d时出现峰值,随后开始下降,以翠碧一号、云烟87的淀粉酶活性最高;苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性在栽后65d之前,中烟100和中烟103显著的低于其他4个品种;多酚氧化酶(PPO)活性在栽后45d品种间开始出现差异,以翠碧一号活性最低。从烤后烟样化学成分含量来看,中烟103的总氮、烟碱含量最低,还原糖、总糖含量最高,钾氯含量适中,化学成分比较协调。     

绿叶挥发物代谢调控及分子机理研究进展

植物处于复杂的自然环境中,常受到植食性昆虫、病原菌及机械损伤等生物或非生物的侵害并造成植物的局部伤害,从而启动复杂的防御反应。释放绿叶挥发物（green leaf volatiles,GLVs）是植物防御性反应之一。绿叶挥发物是植物不饱和脂肪酸经过Oxylinpins生化途径中的脂氧合酶（LOX ）和脂氢过氧化物裂解酶（HPL）催化而形成的一类C6和C9醛、醇及其相应的酯类。作为启动植物防御机制的信号分子,这类挥发性物质通过长距离的气态传输在植物与病原菌、植物与植食性昆虫、植物自身和相邻的植物之间起作用,从而介导防御性反应。研究其生化途径及其调节机理,对探索其对病虫害的直接、间接防御、改善作物风味品质及抗病新种质创制起着非常重要的作用,且对园艺植物甚至农林生态系统中作物病虫害综合治理策略的制定具有重要的指导意义。该文综述了绿叶挥发物合成的生化途径及其作为信号转导物质的作用机制,并阐述了绿叶挥发物在植物抗逆方面的生理作用及其应用前景。