玉米苯丙氨酸解氨酶家族基因的鉴定与纹枯病的抗病分析

玉米纹枯病是中国西南玉米产区的主要病害之一,苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性变化在不同纹枯病抗性的玉米材料中存在差异,目前对PAL家族基因还缺乏系统深入的研究,尤其是参与玉米-纹枯病菌互作的研究甚少。本研究利用RT-qPCR方法,结合芯片数据库和转录组测序结果,鉴定了玉米PAL家族基因和组织表达特征,并分析了其在纹枯病菌诱导前后抗病和感病自交系中的表达情况。结果显示,玉米基因组中共有13个PAL基因,Zm PAL2、ZmPAL3、ZmPAL5、ZmPAL8、ZmPAL9和ZmPAL10均为组成性高表达,ZmPAL1、ZmPAL4、ZmPAL6和ZmPAL7均为组织特异性低表达,而同源度极高的ZmPAL11、ZmPAL12和ZmPAL13在所有检测组织中均不表达。在强致病力纹枯病菌诱导前,10个PAL基因的本底表达量在抗病和感病自交系的叶鞘中均无明显差异,但在诱导后都增强高表达,以应对纹枯病菌的侵染。这些结果说明不同抗性的玉米材料中可能存在类似但响应程度不同的PAL家族基因参与玉米-纹枯病菌互作的机制。     

紫苏苯丙氨酸解氨酶基因片段克隆及序列分析

苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine ammonia-lyase,PAL）是迷迭香酸合成途径中苯丙氨酸支路的关键酶,它催化苯丙氨酸生成肉桂酸,完成该支路第一步反应。本实验利用同源克隆方法成功克隆了紫苏PAL基因cDNA片段,命名为PerPAL-1（GenBank登录号：HQ388347.1）,该片段长399 bp,编码133个氨基酸。通过氨基酸序列比对分析,发现其氨基酸序列与丹参和藿香PAL该片段的同源性分别高达96%和95%。PAL系统进化树表明PerPAL-1与唇形科植物的PAL亲缘关系最近。PerPAL-1基因在叶中表达最强,根中次之,而在茎中表达最弱。     

银杏叶中苯丙氨酸解氨酶基本特性的研究

苯丙氨酸解氨酶(PAL)在硼酸缓冲液中最适pH是8.8,在Tris-HCl缓冲液中最适pH为:pH8.0、pH8.8。用pH10和pH4 Tris-HCl处理,5min后,PAL活性分别残存13.07％,45.64％。PAL最适反应温度为50℃,在40℃、50℃水浴30min,60℃、70℃、80℃水浴20 min,90℃水浴10 min,100℃水浴5 min时,酶活性还残存50％左右。酶液酶活性残存50％左右时,贮存时间长短依次为:-20℃甘油贮存液37d、-20℃40％(NH4)2SO4悬浮液21d、-20℃上清液15d、4℃甘油贮存液21d、4℃上清液5d、4℃40%(NH4)2SO4悬浮液3d。PAL最适底物浓度为0.02mol·L-1,其Km为8.568×10-3mol·L-1。     

热处理后芒果、香蕉果皮PAL活性变化与炭疽病发生的关系

热处理后芒果、香蕉果实果皮苯丙氨酸解氨酶（ＰＡＬ）活性在贮藏期间的变化与炭疽病发生关系的研究结果表明,果实采后经热处理或接种炭疽病菌均可诱导芒果、香蕉果实果皮ＰＡＬ活性提高,处理后 ２ ｄ,果皮ＰＡＬ活性达到最大值。其后随着热效应的减弱,果实的后熟,酶活性逐渐下降,直至果实完熟时达最低值,然后随着炭疽病的出现,ＰＡＬ活性又有所上升。经热处理的果实,贮藏期间炭疽病发生速度较慢,发病率低,果皮ＰＡＬ活性处于最低值。      

苯丙氨酸解氨酶在植物抗病反应中的作用

对苯丙氨酸解氨酶的定位、基本特性和诱导调控及其在植物抗病反应中的作用等方面的研究进展进行了较全面的综述     

青天葵PAL基因序列特征和表达分析

在前期完成的青天葵(Nervilia fordii)转录组测序数据的基础上,采用生物信息学方法对3个青天葵PAL基因家族成员(NfPAL1、NfPAL2和NfPAL3)的c DNA序列及其编码蛋白质的氨基酸序列进行特征分析,并计算这些基因在青天葵叶片和球茎中的表达量。结果表明,从转录组数据中获得的3个青天葵PAL基因家族成员c DNA序列长度为1 743~2 091 bp,编码581~697个氨基酸。这些PAL基因编码包含苯丙氨酸解氨酶多功能域,并且不含跨膜结构域、信号肽和转运肽的亲水性稳定蛋白。3个青天葵PAL基因在青天葵中的表达呈组织特异性,其中,NfPAL1和NfPAL3在球茎中的表达量较高,而NfPAL2在叶片中具有较高的表达水平。     

象草PAL基因克隆及其蛋白质结构与功能预测

苯丙氨酸解氨酶(PAL)是植物木质素生物合成途径中的关键酶,参与木质素、类黄酮和花青素等次生代谢产物的形成。本研究以‘N51’象草(Pennisetum purpureum)为材料,通过同源克隆、3′RACE和hi-Tail PCR的方法,对PAL基因进行克隆,得到PpPALcDNA序列2429bp以及DNA序列全长3907bp。PpPAL编码的蛋白包含720个氨基酸,具有典型的GTITASGDLVPLSYIAG苯丙氨酸解氨酶保守活性基序。运用生物信息学进行分析,PpPAL基因cDNA序列与玉米(Zea mays L.)ZmPAL的相似性最高为94%,与其他禾本科植物也有着较高的相似性。在氨基酸序列系统进化分析中,PpPAL与ZmPAL遗传距离最近,并与其他禾本科植物PAL聚为一类。PpPAL蛋白的三维结构模型显示,PpPAL蛋白具有典型的"海马状"结构,表明PpPAL是典型的苯丙氨酸解氨酶家族,对木质素的合成起着重要的作用。     

象草不同品种木质素合成关键酶活性的动态变化

以MT-1象草(Pennisetum purpureum cv.MT-1)及其近缘品种为研究对象,通过在2008年3月、5月、7月、8月、10月和12月的6次取样,对其茎秆的苯丙氨酸解氨酶(PAL)和4-香豆酸:辅酶A连接酶(4CL)的酶活性动态变化规律进行研究,从而为MT-1象草新品种的推出提供帮助。结果表明:MT-1、N51、Mott和Guimu No.1象草茎秆PAL酶活性的最大值均出现在7月,Huanan象草PAL酶活性的最大值出现在5月,这与它们木质素含量的快速增长期相吻合;最小值出现的月份各不相同,又反映了品种间的差异。5个品种(系)茎秆4CL活性在5月份达到最大值,出现在木质素含量快速增长的前期(快速拔节的前期);从7月开始大幅度降低,其中MT-1、N51、Huanan和Guimu No.1象草在10月又出现一个小的峰值;Mott象草则在12月又出现一个差异不显著的小高峰,这与其延迟的成熟期密切相关。     

柠条幼苗苯丙氨酸解氨酶的纯化

用离子交换层析和分子筛层析分离纯化了真叶期柠条根、速生期柠条叶、茎中的苯丙氨酸解氨酶(PAL),并测定了PAL全酶的分子量.用SDS-PAGE鉴定了全酶的组成,测定了各亚基的分子量.结果表明:柠条叶中存在306KD和222KD两种PAL,前者是由82KD和74KD亚基组成的异聚体,后者是由74KD亚基组成的同聚体;而柠条根和茎中仅存在74KD亚基组成的222KD全酶.该研究为pal基因的克隆及应用奠定了基础.     

Differential regulation of calmodulin,phenylalanine ammonia-lyase,and salicylic acid in response to Botrytis cinerea infection in tomato with different Ca2+ concentrations

To investigate the responses to Botrytis cinerea (B. cinerea) infection and the effects of exogenous Ca²⁺ on calmodulin (CaM), phenylalanine ammonia-lyase (PAL), and salicylic acid (SA) biosynthesis and concentrations, we investigated the role of exogenous calcium in defense and resistance to the necrotrophic fungus B. cinerea in tomato (Lycopersicon esculentum Mill.). Specifically, 7.5 mM Ca²⁺ was the best treatment for plant resistance, resulting in stable and permanent resistance to the pathogen. This treatment improved plant resistance and the results also confirmed that the concentrations of CaM and SA are negatively correlated with the resistance response.