植物防御素基因alfAFP(M.sativa)在毕赤酵母中的分泌表达及对水稻病原菌的抑制

【目的】大多数的植物防御素对不同的病原菌具有抗菌活性,其中来自苜蓿种子的防御素alfAFP的转基因土豆和番茄已经被证明对病原菌具有强抗病性。进一步研究该基因对稻瘟病、纹枯病、白叶枯病三大重要病害的抑制作用,对水稻抗病基因工程研究具有重要的意义。【方法】本试验将alfAFP构建到表达载体pPIC9K上,电转化毕赤酵母(GS115),再进行蛋白质的分泌性诱导表达,最后进行体外重组蛋白对水稻病菌的抑菌活性检测。【结果】通过15%的SDS-PAGE检测,得到大约6.5kD的重组蛋白。alfAFP融合蛋白对水稻纹枯病、稻瘟病和白叶枯病均具有一定的抑制活性,其中对纹枯病的作用最为明显。【结论】alfAFP在酵母中成功诱导表达,并对水稻测试病菌具有一定的抑制活性,预示着alfAFP防御素基因在水稻抗病基因工程中具有潜在的应用价值。

植物防御素及其研究进展

植物防御素是一类小肽物质,具有很广的抑菌谱。本文对植物防御素生物学特性、产生机理、空间结构以及作用机理进行了综述,并简述了其研究意义和应用前景。

植物防御素研究进展

植物防御素是一类分子量小、呈碱性、富含半胱氨酸的短肽.通常在很低的浓度下(10-6mol.L-1)就能表现出广谱抗菌活性,它是植物防御体系的基本组成成分之一,可以用来研制新型的杀菌剂,在植物抗病基因工程等方面发挥着重要作用.对其结构特征、类型、生物合成、表达调控、抗菌机理及其基因工程等方面的研究进行了汇总,对其应用前景进行了展望.

甘蓝型油菜植物防御素基因的克隆与原核表达

根据Genbank上已知的植物防御素基因设计引物,以甘蓝型油菜中的品种”蜀杂九号”种子总RNA反转录成的cDNA为模板,进行PCR扩增,获得了243bp的片段.将该片段回收,连接到pMD18-T载体测序.将测序片段经酶切回收后克隆到GTK表达载体中,在0.1mmolIPTG诱导下表达出与理论值相符的34kD的融合蛋白条带.用GST单克隆抗体做第一抗体进行Western-blot检测,获得阳性结果.这为甘蓝型油菜植物防御素基因功能的进一步研究提供了基础.

人β防御素3和植物des-pGLu1-brazzein融合蛋白表达菌的诱导条件优化及其活性分析

对人β防御素3和植物甜蛋白des-pGlu1-Brazzein嵌合基因的工程菌株BL-pET-hBD3-Bra的IPTG诱导表达条件进行了研究,同时对所表达的目的蛋白进行了纯化和活性分析。IPTG浓度、诱导时间和诱导温度对菌株生长和目的蛋白表达的试验结果显示:所取的IPTG浓度(0.2～1.0mmol/L)对菌株生长和目的蛋白的表达无显著影响(P>0.05);菌株的生物量随着诱导时间的延长而增加,6h优于4h(P<0.01),但是蛋白的表达量无明显增加(P>0.05);其中温度是重要的影响因素,在30℃诱导时,目的蛋白的表达量占总蛋白的35%左右。进一步的研究表明,菌株在30℃～32℃生长,在30℃诱导最优。对目的蛋白的活性分析表明,所得到的hBD3-Bra融合蛋白有甜味,其甜度大约是蔗糖的200倍,但是其杀菌活性很弱,经凝血酶切割后,des-pGlu1-Brazzein的甜度大大提高,大约为蔗糖甜度的600倍,重组hBD3对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有明显的抑菌活性。

绿豆防御素基因的克隆、序列分析和植物表达载体的构建

从绿豆叶片提取总DNA中,通过PCR方法扩增出362bp的具有多种抗病、抗虫特性的绿豆防御素基因,并将其克隆到pGM-T easy vector,酶切图谱及DNA测序分析表明克隆的片段包含了完整的绿豆防御素基因的编码序列,与原序列同源性达到99.5%,蛋白质同源性达到100%。此基因编码的多肽由73个氨基酸组成,含有28个氨基酸的信号肽和8个半胱氨酸,可形成4个二硫键。我们用此基因构建了高效植物表达载体pBin438-LD。

重组人β-防御素-2基因的植物表达载体的建立

目的 运用植物转基因技术 ,探索构建表达人类 β-防御素 - 2 ( h BD- 2 )的植物生物反应器的可能性及技术路线。方法 将 C端带 myc和 6x His双标记的重组 h BD- 2基因插入植物真核表达载体 p CAMBIA13 0 4中 ,构建 C端带 m yc和 6x His双标记的重组 h BD- 2植物真核表达载体 rp CAMBIA13 0 4/ h BD- 2 / His。利用此载体转化根癌农杆菌 L BA44 0 4,经卡那霉素进行抗性基因筛选和 PCR检测 ,确定根癌农杆菌的阳性克隆。重组 h BD- 2通过转化阳性的根癌农杆菌被导入小麦幼胚愈伤组织细胞 ,经潮霉素进行抗性基因筛选 ,获得抗性愈伤组织。结果 酶切分析、PCR验证和 DNA测序等证据表明 :C端带 m yc和 6x His双标记的重组 h BD- 2已被正确地插入 p CAMBI-A13 0 4载体中 ,并位于 Ca MV 3 5 S与 Nos终止子之间 ,提示重组 h BD- 2 / His基因的植物表达载体 rp CAMBI-A13 0 4/ h BD- 2 / His已被成功构建。卡那霉素抗性基因筛选和 PCR检测显示 :rp CAMBIA13 0 4/ h BD- 2 / His已成功转化根癌农杆菌 L BA44 0 4,阳性克隆菌株已获得。潮霉素抗性筛选结果提示 :h BD- 2基因被导入小麦幼胚愈伤组织细胞。结论 本研究为进一步培育 h BD-

茉莉素的信号转导与植物的防御反应

文章从茉莉素信号途径及其与其他信号途径交叉作用的角度 。

硫堇蛋白及细胞防御素在植物抗病性育种中的研究

硫堇蛋白及细胞防御素是一类广泛存在于植物细胞中并对细菌、真菌等病原微生物具有抑制或杀灭作用的小分子量多肽抗生素。二者在分子量、空间结构及某些化学性质具有相似性,近年来在植物抗病性育种中得以应用。对植物硫堇蛋白及细胞防御素的分类、结构、作用机制以及在植物抗性育种的应用实例进行综述。

植物防御素基因家族结构、功能及调控研究进展

防御素(Defensins,DF)是抗菌肽家族中最古老的一员。植物防御素是一类包含45-54个氨基酸残基,含有半胱氨酸(Cys)稳定的αβ模序,与哺乳动物及昆虫抗菌肽的亲缘关系非常密切,大部分植物防御素在体内被合成为具有信号肽序列的前体,并被分泌到胞外空间。植物防御素在宿主防御系统中起重要作用,不仅可抑制一系列的植物、动物及人类体内的细菌、真菌,还可杀伤一些肿瘤细胞及病原虫。植物防御素广泛存在于植物的花、茎、叶、果实、根和种子中,具有抗菌、抗肿瘤、抑制酶活、作为离子阻断剂和增加耐受性的功能,可作为新型的杀菌剂或新型的抗生素类药物。随着抗生素导致的耐药菌株的出现,对植物防御素的研究就显得尤为重要,特别是因其有效的抗真菌活性,植物防御素在作物抗病基因工程方面具有巨大的潜力。主要介绍了其发现、结构、类型、逆境调控功能、作用机制以及外源表达植物防御素基因等方面的最新研究进展,有助于将来对植物防御素基因家族进行更深入和全面的研究。

植物防御素结构与功能及其抗真菌机制研究进展

植物防御素是一类分子量约为5 kD的阳离子肽,是植物内免疫系统的主要成分之一,参与了多种植物生理生化活动。植物防御素含8个保守半胱氨酸,形成4对链内二硫键来稳定其3条反向平行的β折叠片和1个α螺旋,构成所谓的Csαβ模体结构。植物防御素具有抑制真菌和细菌生长、抑制酶的活性、抑制癌细胞增殖和作为离子通道阻断剂等功能。植物防御素抗真菌机制比较复杂,但它可能首先必须和真菌细胞质膜外侧的鞘脂等复杂脂类结合,引起真菌细胞发生一系列的反应,包括细胞膜通透性增强、胞内活性氧水平增高和诱导真菌细胞凋亡等。但是植物防御素详细的抗真菌机制及其在真菌细胞内作用靶点等有待于深入研究。综述了近年来植物防御素结构、功能及其抗真菌机制等方面的最新研究进展。

兔防御素基因NP-1(即MCP-1)的克隆及其植物中表达载体的构建

通过PCR技术，从兔肝脏中扩增到兔防御素NP－1成熟胚编码序列（约190bP）。将该序列替换质粒pB221中的GUS编码序列，构建成植物表达载体pBIC－35SNP1，为将防御素基因用于植物抗病基因工程育种奠定了基础。

植物防御素PD5基因在毕赤酵母中的分泌表达

将植物防御素PD5基因克隆到载体pPIC9的XholⅠ和EcoRⅠ位点之间,得到重组载体pPIC9/PD5。pPIC9/PD5经BglⅡ线性化,电转化法转入PichiapastorisGS115,MD和MM平板筛选表型为His+MutS的转化子,PCR鉴定阳性转化子。转化子D24用BMGY培养至OD600为6·0时,经BMM诱导,上清液用Tricien-SDS-PAGE可检测到目标条带。同时经平板抑菌试验显示,D24的诱导发酵上清液可很好的抑制香蕉枯萎菌(Fusariumoxysporumf·sp·Cubense)及甘蓝黑腐菌Xanthomonacampestris(Smith)Dovosen的生长。植物防御素PD5基因在毕赤酵母中得到表达。

不同植物防御素的生物信息学分析

采用生物信息学的方法和工具对已在GenBank上注册的花生、鹰嘴豆、合欢、车前草、沙梨、辣椒等植物的防御素的核酸和氨基酸序列作了分析,并对其组成成分、翻译后修饰、导肽、跨膜结构域、疏水性/亲水性、蛋白质二级结构和功能结构域进行预测和推断的结果表明:此类蛋白可能是一具有信号肽的分泌型蛋白,α-螺旋和不规则卷曲是蛋白质二级结构中量最大的结构元件,β-转角和延伸链散布于整个蛋白质中,包含一个gamma-thionin功能结构域。

植物凝集素在农业病虫害防治和生物医药学应用中的研究进展

凝集素是一种可识别特异碳水化合物的蛋白质,其抗各类病毒的功能及应用前景十分广阔,越来越受到重视。本文综述了植物凝集素在农业病虫害防治和生物医药学应用中的研究进展,涵盖其来源、分类以及在农业和医疗等领域的具体功能与应用。在农业病虫害防治方面,植物凝集素在抵抗害虫、病原真菌、细菌和病毒等方面发挥作用,并在植物促生长方面具有实际应用。在生物医药学方面,玉竹凝集素(POL)、槲寄生凝集素(ML)和伴刀豆凝集素A(Con A)在抗肿瘤活性研究取得新进展,在肿瘤早期诊断与治疗中具有潜在应用价值。为提升育种质量,实现稳产、增产和提质,以及促进抗肿瘤活性生物医药学研究提供参考。

钙素在植物诱导防御中的作用

植物在受到环境中生物及非生物因子的胁迫后,会产生抗性反应,以保护自身免受损害,我们将这种现象称为植物的诱导抗性。现代研究表明,在植物的诱导防御中,Ca2+以细胞第二信使的身份,在植物免疫应答的信号转导途径中发挥着重要作用。本文总结前人的研究,介绍了植物的诱导防御体系,阐述了环境胁迫下,植物细胞内Ca2+浓度的变化,分析了Ca2+在胞内信号转导过程中的作用机制,最后,强调了钙素在植物诱导防御中的重要性以及在增强植物抵抗力上的应用前景。

人β-防御素-2植物表达载体的构建

用重组基因 (hBD 2 )替换双元载体 pCAMBIA130 4中的GUS GFP基因 ,构建成植物表达载体pCAMBIA130 4 hBD2 ,并经过了酶切、PCR和序列分析验证 .该载体的构建可为培育转基因抗病植物和利用生物反应器生产防御素奠定基础 .

植物类防御素基因的预测和序列分析

文章用已知的9种植物防御素基因为对照,根据DFCI数据库中28种植物的相关数据,进行BLAST同源性比对,在24种植物中预测出115种新的类植物防御素基因。对它们进行序列比对、信号肽预测和进化树分析的结果表明:他们与已知的植物防御素有很高的同源性,且具备植物防御素的基本特征。

植物防御素的生物学活性及其应用前景

植物防御素是植物界中一类阳离子型多肽,在结构和功能上,它们与早先发现的哺乳动物和昆虫防御素类似。植物防御素的分子量在5kDa左右,其中含有8个保守的半胱氨酸残基。植物防御素的三维结构呈小球形,包括1个α-螺旋和3个反平行的β-折叠片层结构,8个半胱氨酸可以形成3对或4对二硫键,从而构成了Cys稳定的βαββ结构模序。从植物防御素的结构和体外生物学活性,可以看出植物防御素是一类十分复杂的多肽,它的作用不仅仅局限于植物免疫,而应具有广阔的应用前景。