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基于PGIP基因的蔷薇科植物分子进化树构建与分析

/2019-01-17 17:23

  蔷薇科(Rosaceae)是一类重要的植物种类,目前全世界约有124属,3 300余种,主要分布于北半球温带地区。中国共有51属,1 000余种。本科植物中大多数种类果实含丰富的维生素、糖和有机酸等,有许多是重要的水果和干果,也是一些重要的食品与医药的加工原料。植物在自然界中受到各种病菌侵害的危险。病菌菌丝侵染植物细胞壁时,能分泌多种水解细胞壁的酶,如多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonase,PG)、果胶甲基酯酶(Pectin methylesterase,PME)、果胶裂解酶(Pectate lyase)等[1]。其中多聚半乳糖醛酸酶可以降解植物细胞壁中的果胶、破坏细胞的完整性[2,3]。植物在抵御病原菌的进化中,也步形成了一系列自卫防御机制,如生成多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(Polyga-lacturonase inhibiting protein,PGIP)。PGIP是一种特异性结合和抑制真菌内切PG活性的植物防...

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  多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(Polygalacturonase-inhibiting protein,PGIP)是一种富含亮氨酸LRR的蛋白质家族成员之一,能够非竞争性地抑制多种植物病理性真菌的内聚半乳糖醛酸酶(Polygalactur-onase,PGs)的酶活性,促进寡半乳糖醛酸酶的增加,抑制植物细胞壁果胶的溶解,增加植物的抗毒素,激活植物的防御系统[1-2]。因而,PGIP基因受到国内外研究者的高度重视并成为抗病虫害基因工程和果实耐贮藏基因工程研究的重点。国内外已从大豆[3]、苹果[4]、梨[5]、树莓[6]、梅[7]、中国李[8]等多种植物基因组中克隆到该蛋白质的完整基因或部分片段。草原樱桃是东北农6期于文全等:草原樱桃PGIP基因的克隆及生物信息学分析39业大学从前苏联西伯利亚哈巴洛夫斯沙文科园艺研究所引进,它抗寒、耐旱、抗病能力和适应性都很强,果实鲜红色,艳丽而富有光泽,果肉橙黄色,细软多汁,风味甜酸,品质优良,是我国...

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  小麦赤霉病GibbereUa ZeCle(Schw.)Petch是世界温暖、半潮湿地区常发生的一种病害。在我国,尤其在长江中下游地区、华南地区和东北的东部地区,已成为小麦的主要病害。小麦赤霉病的发生和扩展除与田间菌量、气候有关外,还与小麦品种的抗性有密切关系[¨。多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(Polygalacturonase inhibiting protein,PGIP)是存在于植物体内的一种抗性关联蛋白质,它能抑制病原真菌分泌的内切多聚半乳糖醛酸酶(Endo.00lygalacturonase,Endo.PG)的活性。研究发现,PGIP在离体条件下能抑制赤霉菌的正常生长,而且抑制程度与小麦品种的抗性有关L2J。作者试图进一步从含量、分布角度上研究:PGIt,与小麦品种抗赤霉病性的关系,以探索选育小麦抗性品种的新方法。1材料与方法1.1材料 供试品种:小麦Tritcum aestivum L.品种SW89.2589、89—106...

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  植物细胞壁富含多糖,是抵抗病毒、细菌、真菌、线虫及昆虫等病原物侵染的第一道屏障。植物病原物在侵染植物的过程中,首先必须分泌一系列能够降解细胞壁多糖的酶来破坏细胞壁结构,进而才能成功地侵染植物,内切半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)即是其中之一。病原物在侵染初期分泌PG,以催化植物细胞壁中果胶类物质的主要成分——多聚半乳糖醛酸(homogalacturonan,HGA)降解为寡聚半乳糖醛酸和半乳糖醛酸,从而使细胞壁结构解体并获得生长所必需的营养[1-2]。为防止病原物的侵染,植物通常首先使用位于其细胞表面和细胞间的受体检测病原物的类型,然后启动相应的防卫反应。多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)即是这种受体之一,能专一性地抑制病原物分泌的内切多聚半乳糖醛酸酶(endo-PG)的作用,阻止病原物的侵入和发展;同时,PGIP可促进植物体内寡聚半乳糖醛酸的积累,从而激活特定的防卫反应,最终抑制相应病害的发生。自从1...

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  在果实的病理性软化过程中,病原菌的水解酶导致了果实的细胞壁降解和软化,同时果实也会产生一些物质抵抗病原菌的入侵及果实的软化,如多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(Polygalactur-onase-inhibiting protein,PGIP)[1]。PGIP能与endo-PG专一、可逆地结合,形成一种高亲和复合物,从而控制endo-PG的部分活性,引起高浓度的寡聚半乳糖醛酸在植物体内积累,使具有生物活性的寡聚半乳糖醛酸的稳定期相对延长,更有效地激活植物体内的防御系统,调控基因的表达,以抵御病原真菌的侵入[2]。此外,PGIP与病原真菌endo-PG结合,减少了endo-PG对植物细胞壁的降解,有助于维护植物细胞壁的完整性,使其不易被病原真菌分泌的其他水解酶所渗透,以减慢细胞壁的降解,使病原真菌得以利用的营养物质减少,进而减缓病原真菌的生长繁殖速度。有关PGIP的结构、性质、功能等方面,国内外学者已进行了广泛、深入的研究[3]。PGI...

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  圆二色性 (circulardichroism ,CD)可用于蛋白质在溶液中的二级结构的研究[1] .在变性条件下 ,测定和分析蛋白质的CD谱与生物学活性 ,还可进行二级结构与活性中心关系的研究[2 ,3 ,4 ] .多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白 (polygalacturonase in hibitingprotein ,PGIP)是植物针对真菌的特异性防御机制的产物 ,它可抑制病原真菌降解植物细胞壁过程中关键酶———多聚半乳糖醛酸酶 (polygalacturonase ,PG)的活性[5] .作为抗真菌品种培育中的目标蛋白 ,PGIP已成为人们关注的一个焦点 .目前对PGIP的研究大多集中于双子叶植物PGIP ,在单子叶植物中很少发现PGIP活性 ,迄今仅在葱[6] 和小麦[7] 中检测到 ,而葱PGIP自发现后尚未有进一步报道 .我们实验室首次从小麦中分离出PGIP[7] ,对其作了部分性质分析[8] ,还进行了功能[9,1...

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