植物细胞壁富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)的电子显微镜观察

本文介绍了一种简单可行的,用以观察和鉴定一种植物细胞壁蛋白质——富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)的方法。胡萝卜 HRGP 属于一种伸展蛋白(extensin)。通过简化的装置将HRGP 喷射到云母片上,再经旋转投影,使其在透射电子显微镜下呈现为棒状分子(rod-likemolecule)。经电镜观察和测量表明,HRGP 的分子长度为87nm。

果胶酶激发子对黄瓜叶片病程相关蛋白及细胞壁物质的影响

以草酸青霉菌(Penicillium oxalicum)的固态发酵产物———果胶酶粗提液喷雾诱导黄瓜,研究了该激发子对黄瓜细胞内几丁质酶和-β1,3-葡聚糖酶2种病程相关蛋白(PR s蛋白)以及细胞壁物质的影响.结果表明,经激发子处理后,黄瓜叶片中几丁质酶和-β1,3-葡聚糖酶活性诱导升高,木质素及富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)含量也诱导增强;同时,在激发子处理后接种黑星病菌的黄瓜中,上述2种PR s蛋白及细胞壁物质被大量诱导合成.其中,两种PR s蛋白均在接种后d 4达到最高值,分别为22.72 U/mg(pro)和268.16 U/mg(pro);木质素和HRGP含量在接种后d 3后达最高,分别比对照高196.12%和272.98%.表明果胶酶激发子在接种前期对黄瓜几丁质酶、-β1,3-葡聚糖酶、木质素及HRGP的诱导产生是导致病情降低的内在机制.

寡糖对向日葵叶片细胞病程相关蛋白及细胞壁物质的诱导作用

用寡糖对向日葵叶片进行喷雾,研究了该寡糖对向日葵叶片细胞内几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶2种病程相关蛋白(PRs蛋白)以及木质素、富含羟脯氨酸蛋白(HRGP)2种细胞壁物质含量的影响.结果表明,经寡糖处理后,向日葵叶片中β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性均升高,最高值分别比同期CK增加36.38%和6.35%;木质素及HRGP含量也诱导增加,最高值分别比同期CK显著增加39.15%和47.13%.在寡糖处理后接种病原菌的向日葵叶片中,β-1,3-葡聚糖酶及细胞壁物质被诱导合成,且合成量均较单独寡糖处理与单独接种锈菌处理要高.研究发现,诱导向日葵幼苗叶片的几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶活性增强和细胞壁木质素、HRGP含量增加,可能是寡糖预处理增强向日葵抗锈性的内在机制.

莜麦AnHRGP基因的生物信息学分析

以AnHRGP基因编码的富含羟基脯氨酸糖蛋白(AnHRGP)为研究对象,用生物信息学方法对该蛋白质的一级结构及理化性质、跨膜区、亲疏水性、二级结构及功能位点、三级结构特点等进行分析。应用ExPASy在线分析AnHRGP的氨基酸组成及理化性质,通过SOMPA在线预测AnHRGP的二级结构,应用TMHMM Server v. 2.0对AnHRGP进行跨膜结构分析,采用Phyre^2对蛋白质的三级结构进行建模。结果表明,该蛋白基因的开放阅读框(openreadingframe,简称ORF)可以编码202个氨基酸,是一种无信号肽、无跨膜结构、无卷曲螺旋结构、定位于叶绿体和线粒体基质空间的不溶性疏水蛋白。无规则卷曲为AnHRGP中成分最多的二级结构。通过Phyre^2工具模拟出了该蛋白质的三级结构模型。

HRGP在小麦抗寒锻炼过程中的变化及其与抗寒性的关系

强抗寒小麦品种 (R 0 2 5、中品 94 19、品 83 1、品 83 2、品 83 3、米罗诺夫 80 8)经抗寒锻炼后 ,其幼苗体内的游离脯氨酸、细胞壁结合的羟脯氨酸和糖蛋白含量发生了明显的变化。游离脯氨酸含量比未经抗寒锻炼处理时增加 5～ 32倍 ,细胞壁结合的羟脯氨酸含量比对照增加 1 77～ 2 17倍 ,糖蛋白含量比对照增加 4 6 8～ 9 72倍 ,而不抗寒小麦品种 (中国春、冬10 3)增加量较小。脯氨酸积累进程各个品种间差异比较大 ,品 83 1、品 83 2积累较快 ,抗寒锻炼第 2 1d时达到最高峰 ,而R 0 2 5在第 5 6d达到最高峰。脯氨酸含量与小麦品种抗寒性相关不显著 (相关系数为 0 346 2 ) ,而羟脯氨酸含量、糖蛋白含量与小麦品种抗寒性相关显著 ,相关系数分别为 0 6 4 91和 0 70 39。从小麦细胞壁纯化得到了 2种伸展蛋白Extensin1和Ex tensin2 ,其含量都和小麦品种抗寒性呈正相关。Extensin1是分子量为 2 8kD、羟脯氨酸为主要成份 ( 32mol% )的富含羟脯氨酸糖蛋白。

苯并噻二唑(BTH)对苹果抗斑点落叶病的诱导

对诱导剂苯并噻二唑(Benzothiadiazole,BTH)在不同质量浓度下对苹果抗斑点落叶病的诱导作用,以及诱导抗性与木质素和富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)含量的关系进行了研究。BTH诱导苹果主枝顶梢,整株接菌后,采用病情指数统计发病程度。培养基测定抑菌活性;比色法测定苹果受诱导后木质素和HRGP含量。结果表明,BTH能诱导苹果产生系统获得性抗性,当诱导质量浓度为150mg/L时,可使病情指数由对照的26.34下降到16.87,抗病持效期可达15d,而BTH本身对苹果斑点落叶病菌分生孢子萌发及菌丝生长无明显影响。生理指标测定表明,木质素和富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)含量增加,可能是抗病性增强的生理原因。

寡糖对毛白杨抗溃疡病的诱导效应

【目的】寡糖可以诱导毛白杨愈伤组织产生防卫反应,以提高其抗病性,从而抵御杨树溃疡病菌的入侵。【方法】分别采用筛选出的杨树溃疡病菌菌丝体、壳聚糖、果胶糖活性较高的降解物寡糖A1、B、C3诱导毛白杨愈伤组织,以加无菌水为对照(CK),并在诱导48h后用针刺接种法接种杨树溃疡病菌,检测毛白杨愈伤组织中丙二醛(MDA)、富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)及绿原酸含量的动态变化。【结果】3种寡糖A1、B、C3分别诱导48h后接种杨树溃疡病菌,毛白杨愈伤组织中MDA含量变化先略有升高,之后缓慢下降,在接种后60h急剧升高,并在接种60～96h毛白杨愈伤组织中MDA含量变化为:CK>寡糖C3>寡糖B>寡糖A1;毛白杨愈伤组织中HRGP含量在0～96h均有不同程度的增加,并且寡糖A1诱导并接种的毛白杨愈伤组织中HRGP和绿原酸含量明显高于寡糖B、C3及对照,毛白杨愈伤组织中绿原酸含量的变化趋势呈单峰曲线。方差分析表明,与接种前相比,3种寡糖A1、B、C3分别诱导并接种后毛白杨愈伤组织中MDA、HRGP及绿原酸含量均有极显著增加(P<0.01)。【结论】寡糖诱导并接种杨树溃疡病菌后,毛白杨愈伤组织中的MDA、HRGP及绿原酸含量均有明显提高,从而增强其抗病性。

病原体胁迫下植物细胞壁的变化

植物细胞壁是阻止病原体侵入的第一道结构屏障。植物在受病原体胁迫时,细胞壁的结构和组分变化是一种早期的防御反应,这种变化往往伴随胼胝质、富含羟脯氨酸糖蛋白和木质素的合成。植物受病原体感染时,胼胝质于乳突和胞间连丝等处大量积累。胁迫信号通过影响胼胝质合成酶和β-1,3-葡聚糖酶基因的转录表达,最终调节细胞壁中胼胝质的量。另外,病原体胁迫可诱导植物细胞内抗病性相关的木质素合成酶活性增强和细胞壁木质化。木质素和胼胝质在细胞壁的积累,加强了细胞壁的机械强度和堵塞病原体在细胞间扩散的通道,从而限制病原体进一步侵入原生质和在组织中的繁衍。植物细胞壁中富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)的积累也可由病原体和一些非病原体激发子诱导,并作为结构屏障和凝集素起到抗病作用。

植物体内HRGP与根的发生发育

富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)是高等植物细胞壁中特有的一种结构蛋白,参与植物生长发育与对逆境响应等许多重要的生命过程.本文概述了HRGP的分类、表达调控方式及其在根发生发育过程中的调控作用,最后对该领域研究前景进行了展望.

口腔细菌表面糖苷酶的生物学功能研究

口腔细菌是引起龋齿的关键因素。口腔细菌和黏附在牙齿表面的唾液大分子相互作用,在牙齿表面形成早期牙菌斑生物膜,随后更多的细菌加入到生物膜中生长并最终导致龋齿和牙周炎等疾病。唾液为细菌的黏附提供配体,为细菌的生长提供碳源和氮源,但是细菌如何利用以及利用哪些唾液大分子进行生长还不清楚。许多口腔细菌细胞表面和细胞内有不同的糖苷酶水解糖链。本综述总结了笔者对口腔细菌的研究,揭示不同细菌利用人的唾液生长的能力不同,有的生长良好,有的甚至不能单独在唾液中生长;而口腔共生菌Streptococcus gordonii DL1在唾液中生长良好是依赖于细菌表面的3个糖苷酶,它们捕食唾液中富含脯氨酸的糖蛋白的N-糖链,是该细菌在唾液中生长关键的第一步;而且不同的糖苷酶对底物有严格的特异性,糖链只能被依次水解。不同细菌表面有不同的糖苷酶,能够合作水解糖链从而在唾液中相互喂养并在牙齿表面共生,是笔者下一步的研究方向。

植物抗病激活剂诱导植物抗病性的研究进展

植物抗病激活剂本身及其代谢物无直接的杀菌活性,但可刺激植物的免疫系统而诱导植物产生具有广谱性、持久性和滞后性的系统获得性抗病性能(SAR)。植物抗病激活剂的诱导除了可以引起植物富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)的变化,导致木质素在细胞壁沉积,使植物形成物理防御机制外,经植物抗病激活剂诱导后的植株能导致内源水杨酸(SA)的累积、形成氧化激增,植物局部细胞程序化死亡而产生过敏反应(HR),植物抗病激活剂诱导后产生的抗病信号经内源信号传导物质 SA、茉莉酸(JA)、乙烯(Et)和一氧化氮(NO)可传导到达整个植株,经过一系列抗病相关基因的调控和表达可引起寄主防御酶系如苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase)、几丁质酶(chitinase)、过氧化物酶(POX)等以及抗病物质如木质素与植保素等的变化及病程相关蛋白(PRP)的调控与表达。文中讨论了植物抗病激活剂概念和种类及其诱导抗病作用的主导机制,指出了植物抗病激活剂的应用前景和发展方向及使用和研究开发中可能存在的问题与对策。

植物体内HRGP的研究进展

综述了 HRGP的分类、结构、功能及其基因在植物生长发育中的表达和调控。