植物抗菌蛋白及其在农业中的应用研究进展_吕慧
植物天然抗生素的生物合成及其应用研究

植物天然抗生素的生物合成及其应用研究随着人类对自然环境的不断破坏和抗生素滥用,微生物对抗生素的耐药性日益增强,研究和发现新型抗生素成为当今急需解决的问题。
与此同时,植物中的天然产物在抗生素、抗菌和抗肿瘤等领域展示出了较好的活性和效果,因此研究植物天然抗生素的生物合成及其应用具有重要的意义。
植物天然抗生素是指植物体内产生、维持自身生命活动所需的具有杀菌、抗病、抗虫等功效的代谢产物。
在植物的生长发育过程中,植物体会合成出一些具有生物防御和调节生长的有机物,例如黄酮类、生物碱类、甾体类、酚类、鞣质类等,实现了植物的自我保护和生物调节。
其中,一些植物天然产物具有广泛的药用价值,因其具有抗菌、抗病毒、降低人体胆固醇、促进免疫等诸多功效,被广泛用于治疗多种疾病。
对于植物天然抗生素的生物合成及其应用的研究,主要分为两个方面:一是解析植物中天然产物的生物合成途径及其调控机制,二是对植物天然产物进行开发和应用。
植物天然抗生素的生物合成植物天然抗生素的生物合成大多源自一系列基础骨架化合物,这些化合物起始于基础代谢途径合成的一些糖类、脂肪酸和氨基酸等,经过复杂的转化途径,生成了一系列具有生物活性的次生代谢物。
以黄酮类为例,其基础骨架为苯骈吡喃酮结构,从苯酮和乙酰辅酶A出发,通过二羧酸途径以及WAES途径、美宁裂解酸途径等复杂的代谢反应路径,经过数个酶的催化、调节和催化剂的供应等步骤最终生成黄酮类物质。
在这一过程中,多个酶、转运蛋白、激酶等参与其中,并通过基因调控和蛋白受体配合等方式实现了生物合成。
对于植物天然抗生素的生物合成研究,最近几年有学者提出可以通过代谢工程策略来实现植物天然产物的生产。
例如,在植物细胞外分泌体系中,可以通过敲除多个具有抑制或竞争作用的代谢途径等设计,来提高目标产物的生物产量、纯度和稳定性。
这为植物天然产物的工业化制造奠定了基础。
植物天然抗生素的应用研究植物天然抗生素具有广泛的应用价值。
在医学上,植物天然抗生素广泛应用于疾病的诊断与治疗、生物防治、环境保护等领域。
草本植物抗菌肽开发及应用研究新进展

草本植物抗菌肽开发及应用研究新进展草本植物拥有众多的药用植物资源,其中一部分植物含有具有抗菌活性的肽分子。
这些肽分子被称为草本植物抗菌肽,具有广谱的抗菌活性,对抗细菌、真菌和病毒等病原体十分有效,且不易引发抗药性。
因此,草本植物抗菌肽在医药和养殖领域具有巨大的潜力。
近年来,科学家们对草本植物抗菌肽的开发与应用进行了一系列的研究,取得了一些新的进展。
首先,对草本植物抗菌肽的发现与开发取得了重要的突破。
传统的草本植物抗菌肽的发现通常是通过草本植物的提取物进行筛选,然而,由于植物中抗菌肽的含量较低,使得其检测和鉴定变得困难。
幸运的是,近年来,先进的分离和鉴定技术的出现使得草本植物抗菌肽的发现与开发变得更加容易。
研究人员运用蛋白质组学和基因工程等技术手段,成功地鉴定和合成了许多具有较强抗菌活性的草本植物抗菌肽,如科学家们从天然植物草木皮中分离并鉴定出一种新型具有广谱抗菌活性的抗菌肽,命名为树皮抗菌肽(SAP)。
这些新发现的草本植物抗菌肽为抗菌药物的研发提供了新的思路和材料基础。
其次,草本植物抗菌肽在医药和养殖领域的应用呈现出广阔的前景。
草本植物抗菌肽不仅在医学领域有广泛的应用,如治疗细菌感染、抗癌和免疫调节等,还在畜牧养殖领域具有重要的作用,可用于预防和治疗畜禽的常见疾病。
草本植物抗菌肽以其广谱抗菌活性、低毒性和不易产生抗药性等特点,成为替代抗生素的潜在候选药物。
此外,许多研究表明,草本植物抗菌肽具有促进创伤愈合和抑制肿瘤生长等重要生理功能。
因此,草本植物抗菌肽在医药和养殖领域的应用前景非常广泛。
此外,草本植物抗菌肽的作用机制也得到了进一步的阐明。
草本植物抗菌肽通过多种方式发挥其抗菌活性。
例如,它们可以破坏细菌细胞膜使其释放细胞内容物,从而导致细菌死亡。
此外,草本植物抗菌肽还能通过抑制细菌的DNA、RNA和蛋白质合成等方式来杀死细菌。
重要的是,草本植物抗菌肽还具有一定的免疫调节作用,可以促进机体的免疫应答,强化身体对病原体的抵抗力。
枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白在饲料中的应用研究

枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白在饲料中的应用研究枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是一种常见的产孢杆菌,广泛存在于土壤、水体和植物根际中。
它具有多种对植物生长和健康有益的特性,例如能够产生丰富的酶类和抗生素,降解有机废弃物,并与植物根系建立起共生关系。
其中,枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白在饲料中的应用是一项有潜力的研究领域。
首先,枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白可以增加饲料的蛋白质可利用性。
植物蛋白质中存在一些抗营养因子,如纤维素、多肽和肽酶抑制剂等,它们会降低蛋白质的降解和吸收速度。
通过酶解植物蛋白,可以降低这些抗营养因子的含量,提高其可利用性。
一些研究表明,酶解植物蛋白后,饲料中的蛋白质降解率明显提高,动物对蛋白质的利用效率也明显提高。
其次,枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白可以改善饲料的营养价值。
植物蛋白质中含有大量的必需氨基酸,但存在不平衡的情况。
通过酶解,可以提高植物蛋白质中各种氨基酸的比例,使其更接近动物的需求。
此外,酶解还可以降低饲料中的抗营养物质含量,如纤维素和多肽,从而改善饲料的营养价值。
第三,枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白可以改善饲料的口感和食欲。
植物蛋白质的特点是结构复杂,对动物消化道有一定的刺激作用。
通过酶解,可以破坏蛋白质的大分子结构,使其更易于被动物消化酶分解,并提高饲料的嗜好性和食欲。
最后,枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白在饲料中的应用还可以提高动物的生产性能。
研究表明,添加酶解植物蛋白的饲料可以提高动物的生长速度、饲料转化率和产蛋率,降低饲料成本。
这是因为酶解植物蛋白可以提高饲料中蛋白质的可利用性,增加动物对营养物质的吸收利用,从而提高生产性能。
然而,枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白在饲料中的应用还存在一些潜在的问题和挑战。
例如,酶解过程中可能会产生氨和胺等有毒物质,对动物健康产生不利影响。
此外,酶解植物蛋白也需要一定的条件和工艺,如果操作不当,可能会导致酶活性降低或失活。
综上所述,枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白在饲料中的应用具有广阔的研究前景。
植物免疫诱抗剂的作用机理和应用研究进展

植物免疫诱抗剂的作用机理和应用研究进展一、概述植物免疫诱抗剂,作为一种新型的生物农药,近年来在农业领域引起了广泛的关注和研究。
其核心概念在于通过激活植物自身的防御机制,提高植物对病虫害的抵抗力,从而实现病害防治的目的。
相较于传统的化学农药,植物免疫诱抗剂具有显著的环境友好性和生物安全性,对人畜无害,不污染环境,因此在现代农业中展现出巨大的应用潜力。
植物免疫诱抗剂的作用机理复杂而精妙,它并不直接杀灭病虫害,而是通过诱导或激活植物产生一系列的免疫反应,使植物对病原物产生抗性或抑制病菌的生长。
这一过程中,植物免疫诱抗剂能够激活植物的防御基因表达,调控激素平衡,诱导抗病蛋白的合成,从而强化植物的免疫防线。
随着研究的深入,植物免疫诱抗剂的应用范围也在不断拓宽。
它不仅可以用于防治农作物的病虫害,提高作物的产量和品质,还可以应用于植物抗逆性的提高,帮助植物抵御逆境条件的挑战。
植物免疫诱抗剂还可以与其他防治措施协同作用,形成综合防治策略,提高防治效果。
尽管植物免疫诱抗剂的研究和应用取得了显著的进展,但仍面临着一些挑战和问题。
其作用机理尚未完全明确,剂量效应和长期影响仍需进一步探究;如何将其与现有的农业生产体系更好地融合,实现其可持续应用,也是未来研究的重要方向。
本文旨在对植物免疫诱抗剂的作用机理和应用研究进展进行综述,以期为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
我们将从植物免疫诱抗剂的概念与分类、作用机理研究进展、应用效果评估以及未来发展趋势等方面进行详细阐述。
1. 植物免疫诱抗剂的定义与分类《植物免疫诱抗剂的作用机理和应用研究进展》文章段落植物免疫诱抗剂的定义与分类植物免疫诱抗剂,也被称为植物免疫激活剂或植物疫苗,是一类新型的生物农药。
它的核心定义在于能够激发植物产生诱导抗病性反应,从而提升植物对各类病害的抵抗能力。
这类物质通过诱导或激活植物自身的防卫和代谢系统,使植物在面对外界刺激或逆境条件时能够产生免疫反应,从而延迟或减轻病害的发生和发展。
新型抗菌药物在耐药菌感染治疗中的研究与进展

新型抗菌药物在耐药菌感染治疗中的研究与进展随着抗生素的广泛应用,耐药菌感染已成为全球公共卫生问题。
传统抗生素药物的治疗效果逐渐减弱,因此急需新型抗菌药物来对抗这些耐药菌。
近年来,科研人员在新型抗菌药物的研发和治疗方面取得了一些进展,本文将对这些研究和进展进行综述。
一、耐药菌感染的现状耐药菌感染已成为严重的医疗问题,使传统抗生素治疗失效。
据统计,每年全球有数百万人因耐药菌感染而死亡。
主要的耐药菌包括金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯菌等。
这些耐药菌能够产生各种耐药基因,使其对抗生素产生抗药性,增加治疗难度和风险。
二、新型抗菌药物的研究进展1. 抗菌蛋白类药物:抗菌蛋白是一类来源于动植物的天然蛋白,具有很强的抗菌活性。
研究表明,抗菌蛋白可以破坏细菌细胞膜,从而导致细菌死亡。
目前已有一些抗菌蛋白类药物进入临床试验,显示出良好的抗菌效果。
2. 新型β-内酰胺类抗生素:β-内酰胺类抗生素是目前临床上主要使用的抗生素之一,但由于耐药菌的出现,一些β-内酰胺类抗生素已失去治疗效果。
近年来,科研人员对β-内酰胺类抗生素进行了结构改造和修饰,研发出一些新型抗菌药物,具有更好的抗菌作用和更低的耐药率。
3. 抑制剂联合治疗:抗生素的耐药机制主要包括抗菌药物的降解、排泄、内在耐药基因等多种途径。
研究人员发现,将抗生素与抑制剂联合使用可以显著降低细菌的耐药率,提高治疗效果。
目前已有一些抑制剂在临床上应用,取得了一定的成功。
三、新型抗菌药物的应用前景新型抗菌药物在治疗耐药菌感染中具有巨大的应用潜力。
这些药物不仅可以对抗传统抗生素失效的菌株,还能有效减少医院感染率和死亡率。
未来,科研人员应不断探索新的抗菌药物,并加强临床试验,推动新型抗菌药物尽快进入市场。
综上所述,新型抗菌药物在耐药菌感染治疗中的研究与进展为临度治疗提供了新的选择,为解决耐药菌感染问题带来了新的希望。
我们相信在科研人员的共同努力下,新型抗菌药物将在未来发挥更大的作用,为人类健康做出更大的贡献。
植物交互作用的分子机制及其在农业生产中的应用

植物交互作用的分子机制及其在农业生产中的应用植物之间的互动是生态系统中不可或缺的一个环节。
由于这些互动涉及到植物之间的相互依存以及生物多样性的维护,因此植物交互作用一直都是生态学和生物学研究的热点话题。
本文将介绍一些基本的植物交互作用的分子机制,并探究这些机制如何在农业生产中得到应用。
1. 植物间的化学通讯对于植物来说,它们之间的互动可能并不是显而易见的,但是在微观层面上,植物之间进行着非常复杂的交流。
例如,植物之间的根系可能会释放出一些化学物质,用于与周围的植物进行交流,这种交流被称为化学通讯。
这些化学物质通常是挥发性的,它们可以影响到周围植物的生长状态以及与其他生物的互动。
有一些在植物间传播的化学物质被称为“信息素”,这些物质可以触发某些特定的反应。
例如,茉莉酮(jasmone)是一种广泛存在于植物中的信息素,它可以刺激一些植物防卫反应,如产生抗虫和抗菌物质。
此外,还有一些化合物可以促进植物之间的通讯,如植物激素和一些蛋白质。
2. 植物根际微生物的互动除了植物间的直接交互,植物和周围微生物之间的互动也十分重要。
植物根际微生物对于植物的生长与发育起到了至关重要的作用。
植物根系分泌出的一些含中心枢生物活性化合物的营养物,可以促进某些具有有益功能的微生物群落的生长与繁殖。
同时,一些有益微生物还可以通过与植物的根系互动,提供植物所需的一些无法得到的元素,如氮、磷等,进一步推动植物生长、发育和产出。
反之,一些有害微生物通过占领土地、攻击植物的根系与发育,会导致植物生长发育受到影响。
3. 植物-害虫互动植物-害虫互动是农业生产中非常常见的问题。
在这种交互作用中,植物会释放出一些化合物用于防卫害虫,而害虫则会尝试寻找攻击植物的机会。
植物防卫反应的调节与实现是由植物生长发育特定的酶学和信号通路保持的,而植物捕食和像接他赛互动中则存在着复杂的生态系统互动。
一些有趣的研究结果表明,相同种类植物间相互影响,可以对植物本身的抗虫特性产生影响。
植物提取物抗菌作用及其在食品中的应用

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文 章 编 号 :1 6 7 1 — 9 9 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 5 — 0 0 3 6 — 0 7
DoI :1 0 . 3 9 6 9 / J . I S S N. 1 6 7 1 — 9 9 6 4 . 2 0 1 3 . 0 5 . 0 0 8
At l a s t , s u g g e s t i o s n nd a d i r e c t i o n s o f r e s e a r c h i n t e h f u t u r e we r e p u t f o r wa r d i n t h i s p a p e r .
Ke y wo r d s :p l a n t e x t r a c t ;p r e p a r a t i o n;a n t i b a c t e r i a l me c h a n i s m ;f o o d a p p l 是 全 球 消 费者 、 管 理 机构 和 食 品产 业 的一 个 主要 关 注 点 。诸 多保 鲜措 施 , 如低 温、 冷冻、 真空、 酸化、 发酵、 巴 氏消毒 法 或 者 合 成抗 菌 剂 等 已被 用 于控 制 食 品 变 质 , 但 是 食 品 的微 生 物 污 染仍 然是 一 个 尚未完 全解 决 的 问题 。据 我 国卫 生 部 门调 查统 计 , 在整 个食 品链 过 程 中 由于 细菌 、 病毒 等 微 生物 繁殖 污染食 品产生 大量 毒 素从 而 引起 食 物 中毒 的案 例 , 达到食 品 中毒 比例 的 8 O 左右l 1 ] 。尽 管 食 品添加 剂 可 以避 免 或 延 缓 微 生 物 生 长 , 但 其 安 全 性 问题 也 已引 起 人 们 的 普遍 关 注 。因 此 , 天 然 防
植物提取物在养殖业中的应用研究进展

植物提取物在养殖业中的应用研究进展周璐丽;王定发;何德林;胡海超;周汉林【摘要】植物提取物含有生物碱、酚类、黄酮类、苷类等多种活性成分,具有抗菌、抗氧化、抗炎等多种生物学功能和安全、高效、无残留、不易产生耐药性等优点.本文从植物提取物的主要成分、生物活性和在养殖业中的应用等方面进行了综述,旨在为植物提取物类饲料添加剂的应用开发提供参考.【期刊名称】《热带农业科学》【年(卷),期】2018(038)002【总页数】5页(P102-106)【关键词】植物提取物;养殖业;饲料添加剂【作者】周璐丽;王定发;何德林;胡海超;周汉林【作者单位】中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南儋州571737;中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南儋州571737;中国热带农业科学院试验场海南儋州571737;中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南儋州571737;中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南儋州571737【正文语种】中文【中图分类】S816.7在现代规模化、集约化的养殖业发展中,动物疾病的多发、群发、暴发现象越来越频繁,为了防治疾病和促进生长,抗生素类饲料添加剂被广泛使用。
但其引起的耐药性、免疫抑制、双重感染和肉产品药物残留等问题,导致环境污染,危害人民的身体健康。
随着欧盟于2006年1月1日颁布全面禁止在食品动物中使用抗生素作为饲料添加剂,寻求和开发抗生素替代品迫在眉睫。
当今研发的抗生素替代品主要有微生态制剂、抗菌肽、离子载体、植物提取物等。
植物提取物是指采用适当的溶剂或方法,从植物(植物全部或者某一部分)为原料提取或加工而成的含有多种成分的物质。
植物提取物富含多种活性成分,具有抑菌、抗炎、抗氧化等作用和安全、不易产生耐药性、无残留、无污染等优点,将其开发作为新型绿色饲料添加剂具有广阔的前景。
1 植物提取物的主要成分随着现代科学技术的发展,色谱-质谱联用技术分析法、红外光谱法等先进分析技术被普遍应用于分析鉴定植物提取物中有效成分和控制与评价其质量。
三种不同来源(植物、细菌和真菌)蛋白酶的纯化、性质及应用研究共3篇

三种不同来源(植物、细菌和真菌)蛋白酶的纯化、性质及应用研究共3篇三种不同来源(植物、细菌和真菌)蛋白酶的纯化、性质及应用研究1蛋白酶是一类具有水解蛋白质能力的酶,广泛存在于细胞中并参与多种生物学过程。
在生物制药等领域,蛋白酶的纯化、性质及应用研究具有重要的现实意义。
本文将重点介绍来自植物、细菌和真菌三种不同来源的蛋白酶在纯化、性质和应用方面的研究进展。
一、植物蛋白酶的纯化、性质和应用植物蛋白酶主要存在于种子、果实、根茎等植物组织中,其中的大多数是半胱氨酸蛋白酶。
植物蛋白酶的纯化主要采用柱层析法和电泳法等技术。
研究表明,植物蛋白酶的氨基酸序列存在着相似性和区别性,其中一些同源物可以分为家族或亚家族。
此外,植物蛋白酶的活性受到温度、pH值和抑制剂等因素的调节。
植物蛋白酶在食品加工和医药制品等方面可发挥重要作用。
例如,灵芝多肽可以被植物蛋白酶水解成具有生物活性的多肽物质,这对于灵芝多肽的生产具有重要意义。
另外,复合酶制剂SiOpro可以通过作用于面团中的酯酶、氧化酶和蛋白酶等多种酶的协同作用,达到改善松软度、延长保质期等目的。
二、细菌蛋白酶的纯化、性质和应用细菌蛋白酶主要可分为内质网蛋白酶和外源性蛋白酶两种。
前者在细胞内、后者在菌体周围均有分布。
细菌蛋白酶的纯化常常采用柱层析技术和亲和层析技术等,具有高效、快速、经济等优势。
细菌蛋白酶在医药、食品及皮革制品等方面应用广泛。
例如,基于外源性蛋白酶的制剂Accutase是用于脱离培养细胞的酶,具有无细胞毒性、操作简单等特点;生产蛋白药物方面,葡萄球菌的外源性蛋白酶已被用于制备重组蛋白;在食品加工过程中,外源性蛋白酶可以提高油脂的提取效率和品质。
三、真菌蛋白酶的纯化、性质和应用真菌蛋白酶可分为胶原酶和无胶原酶两大类。
前者主要用于胶原的加工,后者则广泛应用于食品加工、纸张制品、色谱等领域。
真菌蛋白酶的纯化方法有很多种,包括柱层析、电泳、反向相色谱法等。
真菌蛋白酶在pH值、温度、金属离子和阻碍剂等条件下均表现出不同的活性和特异性。
枯草芽孢杆菌在农业领域的应用研究进展

枯草芽孢杆菌在农业领域的应用研究进展枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是一种广泛存在于自然界中的益生菌,被广泛用于农业领域的生物防治、植物生长促进和土壤改良等方面的研究和应用。
本文将就枯草芽孢杆菌在农业领域的应用研究进展进行综述。
1. 生物防治:枯草芽孢杆菌具有广谱抗菌活性,可以有效抑制多种农作物病原菌的生长,如植物真菌性病害、细菌性病害和病毒性病害。
通过喷施枯草芽孢杆菌制剂,可以减少化学农药的使用,降低环境污染,增加农作物产量,改善农产品品质。
2. 植物生长促进:枯草芽孢杆菌能够分解土壤中的有机物,释放出有机酸、氨基酸等对植物生长有促进作用的营养物质。
枯草芽孢杆菌还能合成植物激素,如生长素和赤霉素等,促进植物生长和发育。
喷施枯草芽孢杆菌可以增加农作物的生长速度,提高产量。
3. 土壤改良:枯草芽孢杆菌能够产生抗胁迫蛋白和抗生素等次生代谢产物,提高土壤的抗逆性和抗病能力。
枯草芽孢杆菌还能够固氮和解磷,提供植物所需的氮、磷等养分,改善土壤肥力。
喷施枯草芽孢杆菌可以促进土壤有机质的积累,改善土壤结构,提高土壤肥力。
目前,关于枯草芽孢杆菌在农业领域的应用研究已经取得了一系列的进展。
相关研究人员已经分离、鉴定了一系列具有优良抗菌活性的枯草芽孢杆菌菌株,并且对其抗菌物质进行了深入的研究。
研究人员通过改良培养基和菌株的发酵工艺,成功提高了枯草芽孢杆菌制剂的活菌含量和产量。
研究人员还对枯草芽孢杆菌制剂的喷施时间、浓度和频率等因素进行了优化和调控,提高了制剂的防病效果和植物生长促进效果。
目前枯草芽孢杆菌在农业领域的应用仍然存在一些问题和挑战。
枯草芽孢杆菌制剂的生产成本较高,限制了其大规模应用。
由于枯草芽孢杆菌存在一定的适应性和抗药性,容易引起耐药菌株的产生,影响了制剂的长期稳定性和持久性。
喷施枯草芽孢杆菌制剂的时间、高度和频率等因素还需要进一步研究和优化,以提高制剂的使用效果。
抗菌肽的提取分离及抑菌机理研究进展

抗菌肽的提取分离及抑菌机理研究进展一、本文概述抗菌肽,又称抗菌蛋白质或抗菌因子,是一类具有抗菌活性的多肽或蛋白质。
自20世纪80年代以来,抗菌肽因其独特的抗菌机制和广泛的应用前景,受到了全球科研人员的广泛关注。
本文旨在综述抗菌肽的提取分离技术以及其抑菌机理的最新研究进展。
文章首先对抗菌肽的定义、分类及其抗菌特性进行概述,接着详细介绍抗菌肽的提取分离方法,包括传统提取方法、现代生物技术提取方法以及新兴的纳米技术提取方法等。
随后,文章对抗菌肽的抑菌机理进行深入探讨,包括其直接杀菌作用、免疫调节功能以及与其他抗菌剂的协同作用等。
文章对抗菌肽的研究前景和应用领域进行展望,以期为抗菌肽的研究和开发提供有益的参考和启示。
二、抗菌肽的提取方法抗菌肽的提取和分离是抗菌肽研究的重要环节,其方法的选择和优化直接影响到最终产物的纯度和活性。
抗菌肽的提取方法主要包括物理法、化学法、生物酶解法以及近年来兴起的基因工程技术等。
物理法主要利用温度、压力、溶剂等因素对抗菌肽进行提取。
例如,通过控制温度和压力,利用超临界流体萃取技术可以从生物组织中提取抗菌肽。
这种方法具有提取效率高、对原料破坏小等优点,但设备成本较高,操作复杂。
化学法主要利用化学试剂对抗菌肽进行提取。
常用的化学试剂包括酸、碱、有机溶剂等。
酸碱提取法通过改变溶液的酸碱度,使抗菌肽从组织中溶解出来。
有机溶剂提取法则利用有机溶剂对目标物质的溶解能力,将抗菌肽从原料中提取出来。
化学法提取效率高,但可能引入杂质,影响产物的纯度。
生物酶解法利用特定的酶对原料进行水解,从而释放出抗菌肽。
这种方法具有条件温和、产物纯度高等优点,但酶的选择和酶解条件的优化是关键。
常用的酶包括蛋白酶、纤维素酶等。
近年来,随着基因工程技术的发展,越来越多的研究者开始利用基因工程手段提取抗菌肽。
通过基因克隆和表达,可以在体外大量合成抗菌肽,从而实现对抗菌肽的高效提取。
这种方法具有产物纯度高、产量大等优点,但技术难度较大,需要较高的研究水平。
抗菌肽的绿色制备及在粮食贮藏方面的应用研究

抗菌肽是一种天然存在于动物、植物和微生物中的抗菌蛋白,具有广泛的抗菌活性和低毒性特点。
随着对抗菌肽的研究不断深入,人们发现抗菌肽在粮食贮藏方面具有潜在的应用价值。
本文将从抗菌肽的绿色制备和在粮食贮藏方面的应用研究两个方面进行探讨。
一、抗菌肽的绿色制备1.抗菌肽的来源抗菌肽可以来源于动物、植物和微生物,其中植物和微生物是目前研究的热点。
植物抗菌肽的制备主要通过植物组织培养和基因工程技术,如利用大豆、玉米、小麦等农作物种子中的植物抗菌肽基因进行克隆表达。
而微生物抗菌肽则可以通过发酵和工程菌株表达获得。
2.绿色制备技术在抗菌肽的制备过程中,绿色技术是一个非常重要的环节。
传统的抗菌肽制备方法往往需要大量的有机溶剂和化学试剂,对环境造成严重污染。
而绿色制备技术则注重减少对环境的影响,如超临界流体萃取、微波辅助萃取、超声波处理等技术,能够高效提取和纯化抗菌肽,且对环境友好。
3.抗菌肽的结构和性质抗菌肽的结构和性质对其抗菌活性起着至关重要的作用。
一般来说,抗菌肽具有α螺旋、β折叠或无规则卷曲等多种二级结构,且具有亲水性和疏水性氨基酸残基,这些结构特征决定了抗菌肽对细菌膜的作用机制。
在绿色制备过程中,需要注意维持抗菌肽的天然结构和性质,以保证其良好的生物活性。
二、抗菌肽在粮食贮藏方面的应用研究1.抗菌肽的抗菌机制抗菌肽对细菌的杀灭作用主要通过破坏细菌细胞膜和靶向细菌内部生物化学过程来实现。
抗菌肽可以穿透细菌细胞壁,形成孔道,导致细菌细胞内物质的外渗,最终导致细菌逝去。
抗菌肽还能够与细菌的DNA、RNA和蛋白质相互作用,干扰细菌的生物合成过程,从而发挥抗菌作用。
2.抗菌肽在粮食贮藏中的应用目前,粮食储藏过程中细菌和真菌的感染是一个严重的问题,不仅会导致粮食品质的下降,还可能产生致病毒素,对人类健康造成威胁。
研究人员开始探索将抗菌肽应用于粮食贮藏中,以延长粮食的贮藏期限并保持其品质。
抗菌肽可以通过喷洒、包覆等方式添加到粮食中,形成保护膜,抑制粮食中的微生物生长,有效延长了粮食的储存时间。
植物蛋白的功能特性及应用

植物蛋白的功能特性及应用植物蛋白是从植物来源提取的蛋白质,具有许多功能特性和广泛的应用。
以下将讨论植物蛋白的功能特性及其在食品、医药和化妆品等领域的应用。
1. 功能特性:植物蛋白具有许多功能特性,如:1.1 高度可溶性:植物蛋白可溶于水和其他溶剂,使其易于在不同产品中使用。
1.2 丰富的氨基酸组成:植物蛋白含有人体所需的所有必需氨基酸,因此可以作为蛋白质来源,满足身体对蛋白质的需求。
1.3 低过敏性:相比于动物蛋白,植物蛋白更少引起过敏反应,这使得植物蛋白在特殊人群(如素食主义者和过敏体质者)中的应用更加广泛。
1.4 抗菌性:一些植物蛋白(如大豆蛋白)具有抗菌特性,可以在食品保存和抗菌产品中使用。
1.5 稳定性:植物蛋白对高温、低温和酸碱环境有很好的稳定性,适合在各种产品中使用。
2. 应用:植物蛋白在食品、医药和化妆品等领域有广泛的应用。
2.1 食品应用:植物蛋白在食品加工中起到了重要的作用。
其中,大豆蛋白是最常用的植物蛋白之一,可用于制作素肉制品、豆制品、能量棒、饮料等。
小麦蛋白是另一个常用的植物蛋白,可用于制作饼干、蛋糕、调味酱等。
此外,豌豆蛋白、甜菜蛋白、玉米蛋白等也被广泛应用于食品加工中。
2.2 医药应用:植物蛋白在医药领域应用广泛。
例如,植物蛋白可以作为药物的载体,用于传递药物到特定的细胞或组织中。
此外,植物蛋白还可用于制备生物材料,如组织工程材料和填充物,用于修复受损的组织和器官。
2.3 化妆品应用:植物蛋白在化妆品中具有抗菌、保湿、抗氧化和抗皱等功能。
植物蛋白可以作为化妆品中的保湿剂,帮助皮肤保持水分,并改善皮肤的弹性和光滑度。
此外,植物蛋白还可以抑制自由基生成,减少皮肤损伤,延缓皮肤衰老。
3. 植物蛋白市场发展前景随着健康生活方式的兴起和人们对健康食品和天然产品的需求增加,植物蛋白市场前景广阔。
全球植物蛋白市场在过去几年中保持着稳定的增长,并预计在未来几年内将继续增长。
主要驱动因素包括素食主义的兴起、过敏体质人群的增加以及对天然和健康产品的需求增加。
植物免疫系统的研究进展与应用

植物免疫系统的研究进展与应用植物是地球上最重要的生命形式之一,其生长和发展受到许多因素的影响。
植物在自然环境中遭受到各种病原体和外来侵蚀,如细菌、病毒、霉菌、线虫等,会导致植物生长受阻、凋亡和无法生存,影响作物的产量和品质。
为了抵御这些对生长的威胁,植物必须发展出有效的本地防御系统。
这种防御系统就是植物免疫系统。
植物的免疫系统是相对于动物免疫系统而言的,它的目的是保护植物免受病毒、细菌等病原体侵袭的损害。
它的重要性越来越受到人们的关注,因为它有可能直接或者间接地影响到人类的生产和生活。
近年来,随着生物技术及分子遗传学研究的深入,人们对植物免疫系统的了解越来越深入,也为人类发掘和利用植物免疫系统的优秀资源提供了新的途径。
植物免疫系统的研究始于19世纪末,最早的研究对象是葡萄藤,它产生的泡霉素可以杀死霉菌。
20世纪初,科学家们发现白菜、玉米和番茄等植物会产生一种气味,从而吸引昆虫来捕食它们的天敌。
这个现象表明,植物具有处理和察觉外部刺激的能力。
随后的研究表明,植物的本地防御反应可以通过基本的免疫机制来介导,包括识别外源病原体和内源信号,转录响应基因,蛋白质合成,细胞死亡和其他细胞反应等。
植物免疫系统有两个主要的响应路径:PAMP(病原相关分子)通路和效应子通路。
在 PAMP 通路中,植物细胞可以通过识别PAMPs,如细胞壁中的 chitin 和 flagellin,做出反应。
在效应子通路中,植物会通过识别病原体并释放效应子分子来产生防御反应。
虽然这两个通路的分子机制不尽相同,但是它们都包含了植物细胞壁区别系统、激活蛋白激酶和转录因子、蛋白降解和生物合成等重要步骤。
目前,有许多研究的重点是探索植物细胞如何通过 PAMP 通路和效应子通路来表达防御反应。
通过研究这个领域,我们可以揭示植物细胞如何识别病原体、调节基因表达、加强防御反应等方面的机制,这对理解植物免疫系统的基本机制非常重要。
同时,许多研究人员正在寻找植物细胞中的特殊基因,这些基因可以用于制造更好的农业产品,比如耐病作物等。
植物抗菌蛋白及其在农业中的应用研究进展

a t u g l p oe n . P a t a t u g l p o en c n b ca s e n o d f r n r u s n h a i f i n i n a r ti s f ln n i n a r ti s a e l si d i t i e e t g o p o t e b ss t f i f f o s s u t r ,me h n s a d s q e c h rc e s c ,c mp s g p t o e e i —r lt d p oe n ,c co h l — t cu e r cai m n e u n e c a a tr t s o r i ah g n ss e ae r ti s y l p i n i i i n i
,
p o en r ti s,p o e s n bi r n l u n r ti s As t e e a ain a d p rfc t n o he a tf n a r ta e ihi t s a d 2S ab mis p o en . o h s p rto n u i a i f t n i g l i o u
植 物抗 菌 蛋 白及其 在 农业 中 的应 用研 究进 展
吕 慧 , 梦竹 , 素 王 孙
( 新疆 大学生命科学与技术 学院 新疆生物资源基 因工程重点 实验室, / 鸟鲁木 齐 8 04 ) 30 6
摘
要: 植物 在长期进化过程 中为 了抵御外源 物侵袭而产生 了一些具有抗菌活性 的蛋 白质和肽等。在 自然界
物抗病原菌和抗虫保护 中展示出广阔的应用前景 。总结植物抗 真菌蛋 白研究进展 , 对其在农业抗 虫和转基 因 方 面的应用研究作 了阐述。
植物蛋白质组学的研究及其应用

植物蛋白质组学的研究及其应用植物蛋白质组学是研究植物的全部蛋白质组成和其功能的科学。
植物蛋白质组学技术主要包括蛋白质分离、蛋白质定量、蛋白质鉴定、蛋白质组数据分析等过程。
植物蛋白质组学的研究广泛涉及植物的生长发育、代谢调控、逆境响应、蛋白质互作、基因调控等方面。
植物蛋白质组学的应用可为育种改良、疾病诊断、药物开发等提供基础数据。
一、植物蛋白质组学的技术1.蛋白质分离技术蛋白质分离是植物蛋白质组学研究的第一步,其目的是将复杂的样品中的混合蛋白质分离出来,以便进行后续工作。
常见的蛋白质分离技术包括电泳、柱层析、离子交换、凝胶过滤等。
2.蛋白质定量技术蛋白质定量是植物蛋白质组学研究的重要步骤,目的是根据样品中蛋白质的质量或浓度估算其含量。
常用的蛋白质定量技术包括BCA法、Lowry法、Bradford法、Biuret法等。
3.蛋白质鉴定技术蛋白质鉴定是植物蛋白质组学研究的核心步骤。
它不仅可通过序列分析确认蛋白质的身份,还可确定其翻译后的修饰、亚细胞定位和表达量。
常用的蛋白质鉴定技术包括质谱技术、Western blot等。
4.蛋白质组数据分析蛋白质组数据分析是植物蛋白质组学的重要环节之一,它的主要任务是从复杂的蛋白质组数据中提取有关生物学问题的信息。
常用的数据分析方法包括聚类分析、差异表示分析、KEGG生物通路分析等。
二、植物蛋白质组学的应用1.育种改良植物蛋白质组学可为育种改良提供重要数据。
通过对不同品种植物的蛋白质组进行研究,可以筛选出与重要农艺性状相关的蛋白质,进而鉴定基因组位置和功能,为育种改良提供新思路。
2.疾病诊断植物蛋白质组学也可应用于疾病诊断。
通过分析同一病种或不同病种植物体内蛋白质组的差异,可以筛选出特异性标志蛋白质,进而研究其生物学功能,推断致病机理,探求有效控制手段。
3.药物开发植物蛋白质组学在药物开发领域也有广泛应用。
通过分析病原体与宿主植物交互作用过程中的蛋白质表达变化,可发现免疫反应中关键的蛋白质,进而采用药物靶向机理受靶蛋白质的措施,研制新型抗菌、抗病毒药物。
抗菌肽的研究进展及其应用

抗菌肽的研究进展及其应用一、本文概述抗菌肽,作为一类具有广谱抗菌活性的多肽分子,自发现以来就在全球科研领域引起了广泛关注。
这些肽类分子以其独特的抗菌机制、良好的生物相容性和低毒性等优点,为解决日益严重的抗生素耐药性问题提供了新的可能。
本文旨在全面综述抗菌肽的研究进展及其应用现状,为相关领域的研究人员提供有价值的参考。
文章首先简要介绍了抗菌肽的基本特性、分类及作用机制,然后重点分析了近年来抗菌肽在合成生物学、分子生物学、遗传学等领域的最新研究进展,包括抗菌肽的基因克隆、表达调控、结构改造等方面。
文章还对抗菌肽在农业、医药、食品工业等领域的应用进行了详细阐述,展望了其未来的发展前景。
通过本文的综述,期望能为抗菌肽的深入研究与广泛应用提供有益的启示和借鉴。
二、抗菌肽的分类与来源抗菌肽,作为一种天然的抗菌物质,其来源和分类具有多样性和复杂性。
从来源上看,抗菌肽可以分为两大类:一是来源于生物体的内源性抗菌肽,这类抗菌肽主要由生物体的免疫系统产生,用于抵抗外来病原体的入侵;二是来源于人工合成的抗菌肽,这类抗菌肽则是通过人工基因工程技术合成,具有特定的抗菌活性。
从分类上看,抗菌肽可以根据其结构、功能和作用机制的不同进行细分。
其中,根据结构特点,抗菌肽可以分为α-螺旋结构抗菌肽、β-折叠结构抗菌肽、环状结构抗菌肽等;根据功能特性,抗菌肽可以分为广谱抗菌肽、特异性抗菌肽等;根据作用机制,抗菌肽可以分为膜作用型抗菌肽、细胞内作用型抗菌肽等。
不同的抗菌肽具有不同的生物学活性和抗菌效果,因此在医药、农业、畜牧业等领域具有广泛的应用前景。
深入研究抗菌肽的分类与来源,对于理解其抗菌机制、发掘新的抗菌肽资源、开发新型抗菌药物具有重要意义。
三、抗菌肽的作用机制抗菌肽的作用机制是其生物学活性的核心,也是抗菌肽研究和应用的关键。
抗菌肽的作用机制主要包括破坏细菌细胞膜、抑制细菌细胞壁合成、干扰细菌蛋白质合成和抑制细菌DNA、RNA合成等几个方面。
植物内生菌活性代谢产物研究进展

植物内生菌活性代谢产物研究进展一、本文概述植物内生菌是一类在植物组织内部定殖,但不引起明显病害症状的微生物。
近年来,随着生物技术的发展和对植物微生物互作研究的深入,植物内生菌及其活性代谢产物的研究已成为生物科学和农业科学领域的热点之一。
这些活性代谢产物在植物抗病、抗逆、生长调节等方面具有广阔的应用前景,对于促进植物健康生长、提高农作物产量和品质,以及保护生态环境等方面具有重要意义。
本文旨在综述近年来植物内生菌活性代谢产物的研究进展,包括内生菌的分离鉴定、活性代谢产物的种类与功能、作用机制以及应用前景等方面。
通过对相关文献的梳理和评价,本文旨在为深入研究和利用植物内生菌活性代谢产物提供理论依据和技术支持,促进植物内生菌资源的开发和利用,推动农业可持续发展。
二、植物内生菌活性代谢产物的种类与特性植物内生菌作为一种独特的微生物资源,其活性代谢产物种类丰富,特性各异,具有极高的研究价值和应用潜力。
这些代谢产物包括酶、抗生素、生物碱、黄酮类、多酚类、萜类化合物等。
这些化合物不仅具有抗菌、抗病毒、抗真菌等生物活性,而且在植物生长调节、抗逆胁迫、生态防御等方面发挥着重要作用。
酶类代谢产物:植物内生菌能合成多种水解酶、氧化还原酶、裂解酶等,这些酶在植物体内参与了多种生理生化过程,如分解有机物、促进养分吸收、提高植物抗逆性等。
抗生素类代谢产物:这类代谢产物具有抗菌、抗病毒、抗真菌等生物活性,是植物内生菌保护植物免受病原菌侵害的重要手段。
一些抗生素类代谢产物还具有抑制肿瘤细胞生长、诱导细胞凋亡等生物活性,为新药研发提供了丰富的候选物质。
生物碱类代谢产物:生物碱是一类具有复杂结构的含氮有机化合物,具有多种生物活性,如抗菌、抗病毒、抗寄生虫、抗肿瘤等。
一些生物碱还具有显著的生理活性,如提高植物抗逆性、促进植物生长等。
黄酮类和多酚类代谢产物:黄酮类和多酚类化合物是植物内生菌中常见的代谢产物,具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种生物活性。
植物抗菌物质的研究及其在医学领域的应用

植物抗菌物质的研究及其在医学领域的应用植物作为生态系统的基础,一直都是人类生存与发展的重要资源之一。
近年来,随着生物技术的不断发展,越来越多的研究证实了植物在抗菌领域中的重要作用。
许多植物都拥有自身独特的抗菌物质,这些物质具有效果稳定、毒副作用小等一系列优点,因此被广泛应用于医学领域。
植物抗菌物质的种类植物抗菌物质主要包括单糖、二糖、多糖、蛋白质、多肽以及射线等。
其中,最为常见的有茶树精油、防己黄酮、黄芩素、丹参素等。
这些抗菌物质可以通过植物的种子、茎、叶、花等部位来提取,每种植物的部位所含有的抗菌物质不同,因此,科学家们经过不断的研究,能够根据不同的疾病选用适合的抗菌物质进行治疗。
植物抗菌物质的研究进展植物抗菌物质的研究从上世纪六十年代开始逐渐成熟,目前国际上已有许多权威的研究成果。
例如,日本的电子科技大学研究团队发现,利用植物抗菌物质配合电子穴增强技术,可以在短时间内有效杀灭细菌,并且可以使细菌形态更加规整。
同时,澳大利亚的研究人员也发现,柑橘类植物中的柑橘醛可以有效抑制金黄色葡萄球菌等细菌的生长,对于预防肺炎和口腔疾病都有一定的作用。
植物抗菌物质在医学领域的应用植物抗菌物质在医学领域中的应用十分广泛,尤其适用于一些抗生素治疗效果不佳或者对抗生素产生过敏反应的疾病。
例如,自古以来,中药就一直被广泛应用于中医药学领域,其中很多治疗功效都取决于植物抗菌物质的应用。
如马齿苋、山楂、苦瓜等,都是中医常用的治疗消化不良、肝炎等疾病的中药材。
此外,植物抗菌物质还可用于治疗口腔疾病、皮肤病、呼吸道感染等疾病。
如植物中提取的茶树精油可以有效抑制口腔中的细菌生长,预防口腔疾病;而丹参等草木的根、茎中的化合物则可以用于治疗湿疹等荨麻疹性皮肤病。
不过,植物抗菌物质在医学领域的应用仍需要进一步的研究和完善。
因为大量的抗菌物质主要是通过不同的植物提炼出来的,而植物与植物之间的区别也十分明显。
如何选择并针对不同疾病使用不同的植物抗菌物质,是医学家和生物技术研究人员今后需要探讨的问题。
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新疆农业科学2012,49(6):1073-1079Xinjiang Agricultural Sciencesdoi:10.6048/j.issn.1001-4330.2012.06.014植物抗菌蛋白及其在农业中的应用研究进展吕慧,王梦竹,孙素荣(新疆大学生命科学与技术学院/新疆生物资源基因工程重点实验室,乌鲁木齐830046)摘要:植物在长期进化过程中为了抵御外源物侵袭而产生了一些具有抗菌活性的蛋白质和肽等。
在自然界中植物抗菌蛋白多种多样,多为抗真菌蛋白,依据其结构、作用机制和序列特性,可将其大体分为以下几类:病程相关蛋白、类亲环素蛋白、防御素及类防御素蛋白、凝集素、核糖体失活蛋白、脂转移蛋白、蛋白酶抑制剂和2S清蛋白等。
随着植物抗真菌蛋白的分离纯化,植物抗病基因工程的研究的重大突破,植物抗真菌蛋白在植物抗病原菌和抗虫保护中展示出广阔的应用前景。
总结植物抗真菌蛋白研究进展,对其在农业抗虫和转基因方面的应用研究作了阐述。
关键词:抗菌蛋白;抗真菌;农业;应用中图分类号:S476文献标识码:A文章编号:1001-4330(2012)06-1073-07Progress in Antimicrobial Proteins Derived from Plants and ItsApplication Research in AgricultureLU Hui,WANG Meng-zhu,SUN Su-rong(College of Life Science and Technology,Xinjiang University/Xinjiang Key Laboratory of Biological Resources and Genetic Engineering,Urumqi830046,China)Abstract:Plants produce some antimicrobial proteins and peptide in order to resist the attack of exogenous species.There is a diversity of antimicrobial proteins existing in nature,and most of them are antifungal proteins.Plant antifungal proteins can be classified into different groups on the basis of its structure,mechanism and sequence characteristics,comprising pathogenesis-related proteins,cyclophilin-like proteins,defensins and defensin-like proteins,lectins,ribosome-inactivating proteins,lipid transfer proteins,protease inhibitors and2S albumins proteins.As the separation and purification of the antifungal proteins of plants,and the breakthrough of gene engineering of plant disease resistance,these proteins show its broad application prospects in plants resistance against fungal pathogens and insect.The author summarized the research progress of plant antifungal protein,and described the application study and prospect of the insect resistance and transgenic aspects in agriculture.Key words:antimicrobial protein;antifungal;agriculture;application0引言【研究意义】植物在生长发育过程中,随时都有可能受到病原菌及害虫的侵害,而由于植物病害导收稿日期:2012-03-15基金项目:新疆维吾尔自治区科技支疆项目(20091129);新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2010211A01);新疆维吾尔自治区高校科研计划重点项目(XJEDU2008I0);新疆生物资源基因工程重点实验室开放基金项目(XJDX0201-2010-06)作者简介:吕慧(1987-),女,新疆人,硕士研究生,研究方向为生物化学和分子生物学,(E-mail)happylh678@126.com通讯作者:孙素荣(1966-),女,安徽人,教授,硕士生导师,研究方向为生物化学和分子生物学,(E-mail)sr sun2005@163.com新疆农业科学49卷致的农产品产量和质量的下降也是较为严重的。
目前对植物病害的防御控制主要依靠化学农药[1]。
但由于化学农药大多是非自然存在的物质,且常不易降解,残留期较长,对自然生态具有破坏性作用,形成公害,危及人类健康[2]。
在作物上使用更加安全的生物农药来替代化学农药已经成为当务之急。
为了适应植物保护方面的新需求,研究者们将目光转向了植物抗菌蛋白。
【前人研究进展】植物在长期进化过程中为了抵御各种外界侵袭物,从而产生了一些具有抗菌活性的低分子量复合物、蛋白质和肽等,使得植物具有抵御真菌,甚至是害虫、细菌和病毒入侵的能力[3,4]。
不同的植物可以产生不同的抗菌蛋白,在自然界中植物抗菌蛋白多种多样,多为抗真菌蛋白,依据其结构、作用机制和序列特性,可将其大体分为以下几类:病程相关蛋白(pathogenesis -related proteins ,PRs )、类亲环素蛋白(cyclophilin -like proteins )、核糖体失活蛋白(ribosome inactivating proteins ,RIPs )、脂转移蛋白(lipid transfer proteins ,LTPs )、蛋白酶抑制剂(protease Inhibitors )、2S 清蛋白类(2S Albumin Proteins )等。
对植物病原互作基础机制的研究的深入,以及植物基因工程的发展为植物保护提供了更多的策略[5,6]。
目前通过在转基因植物中组成型或诱导型表达单一或组合的植物来源的抗菌蛋白基因而获得了很多有前景的结果,这些蛋白包括几丁质酶,葡聚糖酶,核糖体失活蛋白和富含半胱氨酸的抗真菌肽等[7]。
【本研究切入点】近年来,随着细胞生物学、分子遗传学和分子生物学等理论与技术不断发展,抗菌蛋白独特的性质得到了揭示,植物抗菌蛋白基因可直接为作物抗病的分子育种提供目的基因,植物抗菌蛋白也可作为人类筛选抗菌药物的新资源,抗菌蛋白在实际应用中展示出广阔的应用前景。
【拟解决的关键问题】植物抗真菌蛋白的分离纯化,植物抗病基因工程的研究取得重大突破,提高了植物抗病原菌和抗虫的能力,植物抗真菌蛋白在植物抗菌保护中具有巨大的潜力。
文章综述了植物抗真菌蛋白研究成果,详细介绍了植物抗真菌蛋白的分类和活性特点,以及其在农业抗虫和转基因方面的应用研究进展和展望。
1植物抗真菌蛋白1.1病程相关蛋白1.1.1几丁质酶和类几丁质酶真菌细胞壁的主要成分几丁质,是N -乙酰葡糖胺的多聚体,几丁质酶有水解几丁质的活性,从而发挥出抗真菌的作用[8]。
烟草I 型几丁质酶在几丁质结合结构域存在的情况下,其抗真菌活性有所提高[9]。
从蕨类叶片中纯化得到的一个42kD 的几丁质酶,其两个末端赖氨酸基序结构域是对抗真菌活性起着重要作用的[10]。
从药用植物人参(Panax notoginseng )中提取出一个15kD 的类几丁质酶蛋白,它具有抑制真菌毛头鬼伞(Coprinus comatus ),尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum ),褐斑病菌(Mycosphaerella arachidicola )的活性[11]。
1.1.2葡聚糖酶(PR -2蛋白)葡聚糖是真菌细胞壁的第二个重要成分。
葡聚糖酶的抗真菌活性机制包括直接机制和间接机制。
直接的抗真菌机制就是通过水解真菌细胞壁中的β-(1,3)葡聚糖结构,特别是作用于葡聚糖中暴露比较薄弱的菌丝体顶端,从而导致脆弱细胞的裂解和死亡[12]。
葡聚糖酶间接的抗真菌效应就是β-(1,3)葡聚糖酶在降解病原物细胞壁的同时,其释放出来的寡糖还能作为植物多种抗病反应(如过敏反应)的激发子,诱导植物的全面抗病反应[13]。
麻疯树β-l ,3葡聚糖酶能不同程度地抑制水稻稻瘟病菌(Pyricularia oryzae )、玉米纹枯病菌(Rhizoctonia solani )、小麦赤霉病菌(Gibberelle zeae )菌丝的生长,并对玉米弯胞杆菌孢子的萌发和水稻稻瘟病菌孢子的形成抑制作用较强[14]。
许多植物病原真菌细胞壁的主要成分是几丁质和β-1,3-葡聚糖,几丁质酶和葡聚糖酶可以协同作用,并可直接分解病原真菌菌丝。
Leah 等[15]从大麦种子中分离的26kD 几丁质酶,一个30kD 核糖体失活蛋白以及一个32kD β-1,3-葡聚糖酶能协同增强对真菌生长的抑制。
·4701·6期吕慧等:植物抗菌蛋白及其在农业中的应用研究进展1.1.3几丁质结合蛋白(PR -4蛋白)几丁质结合蛋白对真菌生长的抑制作用归于其结合几丁质的能力。
真菌生长的同时常伴随着菌丝细胞壁的组装,其几丁质暴露在外面,容易为几丁质结合蛋白结合[16]。
真菌细胞的极性是生长所必需的,抗菌蛋白可以结合到萌发中的孢子表面和生长着的菌丝顶端,这种结合使得菌丝形态发生改变,包括异常分支,菌丝肿胀,并且菌丝变短,从而抑制真菌细胞的生长[17]。
从千穗谷种子中分离出一个3184D 的抗菌肽,该肽具有耐热性和蛋白酶抑制作用,且有富含半胱氨酸/甘氨酸的几丁质结合结构域,同时能降解几丁质。
它较强的抑制了白曲霉(Aspergillus candidus ),白色念珠菌(Candida albicans ),腐皮镰刀菌(Fusarium solani ),念珠地丝菌(Geotrichum candidum )及产黄青霉(Penicillium chrysogenum )[18]。