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《木霉菌产生的葡聚糖酶和植物病害防治》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第16卷 第4期山东科学Vol116No142003年12月SHANDONGSCIENCEDec12003文章编号:100224026(2003)04200012073综述3木霉菌产生的葡聚糖酶和植物病害防治杨合同,郭 勇,李纪顺,陈 凯(山东省科学院中日友好生物技术研究中心,山东济南250014)摘要:木霉菌能够产生不同类型的葡聚糖酶,包括α21,32、β21,32、β21,42和β21,62葡聚糖酶,酶的产生受葡萄糖抑制,而为葡萄糖聚合体如真菌细胞壁所诱导。已经克隆了几个萄聚糖酶的编码基因。该酶是木霉菌产生的重要抑菌蛋白,能够与几丁质酶或抗生素协同抗菌,用于改
2、良植物病害生物防治菌和植物。关键词:木霉菌;萄聚糖酶;基因;植物病原菌;防治中图分类号:S476文献标识码:A葡聚糖酶能够水解真菌细胞壁最外层均覆盖的葡聚糖层,导致细胞壁骨架受损,细胞[1]因此而受到杀伤。根据葡聚糖酶作用于糖苷键位点的不同,可分为β21,22、β21,32、β21,42β,21,62葡聚糖酶。葡聚糖的水解是内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶共同作用的结果。葡聚糖酶广泛存在于动植物、藻类、细菌和真菌体内。体外抑菌实验表明,葡聚糖酶对许多真菌菌丝生长有抑制作用。木霉菌是重要的植病生防菌,其中的多数生防菌株也产生葡[2]聚糖酶,在重复寄生过程中,木霉菌依靠葡聚
3、糖酶等细胞壁裂解酶攻击病原真菌的细[3]胞壁。1 木霉菌产生的葡聚糖酶种类111β21,32葡聚糖酶β21,32葡聚糖酶能催化β21,32葡聚糖多聚体,而很多植物的病原真菌细胞壁的主要成[4]分都是β21,32葡聚糖和几丁质,因此该酶的水解活性能够抑制真菌的生长与增殖。病原真菌及其细胞壁成分等能诱导木霉菌产生β21,32葡聚糖酶,在体外,病原和非病原真菌[5～7]生长则受该酶的抑制,因此β,21,32葡聚糖酶是一种抗真菌病物质。木霉菌产生的β21,32葡聚糖酶与它们防治植物真菌病害有密切关系,在木霉菌寄生病原真菌丝过程中,该酶能够降解真菌细胞壁,有利于侵染菌丝的穿
4、入。β21,32葡聚糖的完全降解需要外切和内切β21,32葡聚糖酶的协同作用,多数情况下,木霉菌产生多种不同类型的葡聚糖酶。β2[8]1,32葡聚糖酶是基础和应用研究的重要内容,它与发育与分化也有密切关系。在腐生收稿日期:2003208220作者简介:杨合同(19662),男,理学博士,研究员,从事植病生防研究。©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·2·山 东 科 学2003年[9][10]性和寄生性微生物中,该酶与营养有关,也与菌体自溶有关;而且更重要的是,该霉[11][1
5、2～15]与植物防卫反应有密切关系。哈茨木霉菌中曾经描述了4个β21,32葡聚糖酶,尽管研究者所采用的菌株以及培养条件不同,但这些不同类型的酶可以依据分子量和等电点相互区别。1995年,DelaCruz研究了哈茨木霉菌菌株CECT2413的β21,32葡聚糖酶,发现该菌株至少产生3种β21,32葡聚糖酶,其中最基本的一种即BGN1311可为真菌细胞壁中的聚合物或蒸汽灭菌的不同真菌菌丝所诱导产生。该酶对于β21,32糖苷键是专一的,而且是内切活性的葡聚糖酶。克隆了BGN1311的cDNA,推断该酶的成熟蛋白质分子量为78kD;氨基酸序列分析显示,该酶有三个区域,一个
6、是N端引导序列,二是非限定序列,三是富含胱氨酸的C端终止序列。酶活性分析、蛋白质和mRNA提供的信息表明,该酶编码基因的表达受葡萄糖的抑制,而为真菌细胞壁聚合物或者灭菌的酵母细胞或真菌丝诱[16]导产生。该酶能够水解酵母和丝状真菌的细胞壁。1998年,Vazquez2Garciduenas分析了哈茨木霉菌菌株IMI206040的β21,32葡聚糖酶系统。在不同的葡萄糖聚合物以及真菌细胞壁存在时,菌株被诱导分泌β21,32葡聚糖酶。β21,32葡聚糖酶的分泌量与诱导物中的葡聚糖的含量呈正比关系。在以昆布多糖为诱导物时,能够产生至少7种β21,32葡聚糖酶,其中5个酶
7、的分子量在60～80kD之间,其等电点为510～618之间。另外,还有一个分子量为35kD的β21,32葡聚糖酶,其等电点为[8]515,以及一个分子量为39kD的酶。葡萄糖能够抑制所有上述酶的产生。部分纯化了分子量为77kD的葡聚糖酶,该酶是糖基化的,属于外切β21,32葡聚糖酶。2001年,Kulfminskaya等研究了绿色木霉菌AZ36的外切β21,32葡聚糖酶,该酶的分子量为61±1kD,其N端序列与其它已知的葡聚糖酶高度同源,对昆布多糖和1,32β2寡聚葡萄糖等有高度水解活性,但对于1,321,42β2寡聚葡萄糖的水解速率低。对于高分子量的1,321,
8、42β2葡
