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《植物几丁质酶及其应用研究进展_张志忠》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、福建农林大学学报(自然科学版)第34卷第4期JournalofFujianAgricultureandForestryUniversity(NaturalScienceEdition)2005年12月植物几丁质酶及其应用研究进展＊张志忠,吴菁华,吕柳新,林义章(福建农林大学园艺学院,福建福州350002)摘要:几丁质酶是高等植物普遍存在的一种重要的病程相关蛋白,近年来被广泛应用于植物抗病基因工程的研究.本文概述了国内外有关植物几丁质酶的研究情况,介绍了几丁质酶的特性、结构、分类、细胞学定位和功能及几丁质酶基因的克隆与其在植物基因工程中的应用.
2、关键词:几丁质酶;转基因;抗真菌基因工程中图分类号:Q556文献标识码:A文章编号:1671-5470(2005)04-0494-06ProgressofplantchitinaseanditsapplicationZHANGZhi-zhong,WUJing-hua,LǜLiu-xin,LINYi-zhang(CollegeofHorticulture,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou,Fujian350002,China)Abstract:Chitinaseisanimportant
3、pathogenesis-relatedprotein,whichuniversallyexistsinhigherplants.Studiesonplantchiti-nasearebrieflyreviewedinthispaper,whichincludesthecharacteristics,structure,classification,cytologicalorientationandfunc-tionsofchitinaseaswellascloningofitsgeneanditsapplicationtoplantgene
4、engineeringfordiseaseresistance.Keywords:chitinase;transgene;anti-fungalgeneengineering几丁质酶(chitinase)主要水解几丁质多聚体中β-1,4糖苷键,产生N-乙酰氨基葡萄糖寡聚体.多种微生物、动物、植物等都可产生几丁质酶.高等植物本身不含作为真菌细胞壁组分之一的几丁质,但当植物受到真菌、细菌和病毒等感染时,几丁质酶的活性迅速提高.因此,普遍认为几丁质酶与植物对病原微生物的抗性有关,是重要的病程相关蛋白.本文主要对几丁质酶的结构、分类、特性、功能及其在
5、植物抗病基因工程中的应用作一综述.1植物几丁质酶的结构和分类典型的几丁质酶由N-端信号区、催化区和C-端延伸区组成,有的还有几丁质结合域.各功能域具有各自的功能.N-端信号区由20多个氨基酸组成,引导几丁质酶运输到内质网,该区段与酶的抑菌活性有关;催化区负责催化功能,催化作用并不是抗真菌活性所必需,估计可能参与干扰真菌菌丝的生长;定位于[1]液泡的几丁质酶具有C-端延伸区,该区是几丁质酶导向液泡所必需也是足够的信号.缺乏C-端序列的几丁质酶基因转化烟草不会提高抗病性,将烟草几丁质酶基因导入酿酒酵母中,表达产生的几丁质酶有[2]94%存在于胞内
6、(液泡中),切去C端7个氨基酸的编码区,转化后酶却分泌到培养基中.[3][4]对植物几丁质酶的分类已经过多次改进,Shinshietal提出几丁质酶可以归为三类,Collingeetal在其基础上增设了第4类.Ⅰ类几丁质酶结构上包括3个功能区域,即N-端区是几丁质结合区,C-端区是酶的催化区,也是酶的主要功能区域,二者通过一个多变的交联区连接在一起;Ⅱ类仅具有类似于Ⅰ类的酶催化区域,而没有几丁质结合区和交联区;Ⅲ类与Ⅰ、Ⅱ类没有同源性;Ⅳ类类似于Ⅰ类,但功能区较[5][6]小,保守序列中有4处缺失,其中仅有Ia型定位于液泡.根据不断更新的研究
7、资料,Neuhausetal对上述分类系统进行了改进,将几丁质酶细分为4个大组9个亚组.相信随着研究的深入,更加详细、合理的分类系统将会被提出,这将有利于对该酶的合理有效利用.2植物几丁质酶的特性和功能2.1植物几丁质酶的可诱导性在正常情况下,植物中几丁质酶活性较低,经诱导后活性会迅速升高,真菌、细菌、病毒等病原微生物收稿日期:2004-11-28修回日期:2005-05-18基金项目:福建省自然科学基金资助项目(B0510017).作者简介:张志忠(1976-),男,博士,讲师.研究方向:植物生物技术.＊通讯作者.第4期张志忠等:植物几丁质
8、酶及其应用研究进展·495·[7]都可诱导几丁质酶的活性迅速上升.此外,大多数几丁质酶也可受某些非生物因素,如机械损伤、乙烯、[5][8]紫外光等的诱导.有的植物几
