空心蓮子草幾丁質(zhì)酶分離純化及其抗逆相關(guān)性研究.pdf_第1頁(yè)
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1、莧科蓮子屬多年生草本植物空心蓮子草(Alternathera philoxeroides)因其強(qiáng)抗逆性而迅速蔓延,成為有害雜草,嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境,影響農(nóng)、牧、漁生產(chǎn)。對(duì)該雜草的治理一直是各國(guó)政府的工作重點(diǎn)。但雖曾大力推行化學(xué)和生物防治,卻沒(méi)有收到預(yù)期效果,危害仍很嚴(yán)重。 植物病程相關(guān)蛋白(Pathogenesis-related protein,PRs)是植物體內(nèi)的一類功能蛋白。植物病原物及各種環(huán)境脅迫因子均會(huì)引起病程相關(guān)蛋白增

2、加,進(jìn)而提高植物防御能力。大量研究表明,幾丁質(zhì)酶(Chitinase)作為重要的病程相關(guān)蛋白,參與不同植物的多種脅迫反應(yīng)。因此本研究將(一)觀察不同脅迫條件下,空心蓮子草內(nèi)幾丁質(zhì)酶的變化規(guī)律;(二)提取分離空心蓮子草幾丁質(zhì)酶;(三)研究空心蓮子草幾丁質(zhì)酶的酶學(xué)性質(zhì),以研究該植物的抗逆機(jī)制,掌握其抗逆薄弱環(huán)節(jié),為其有效防治提供新的思路,為化學(xué)和生物防治的最佳時(shí)機(jī)選擇提供理論依據(jù)。研究結(jié)果如下: 一、不同脅迫條件下,空心蓮子草幾丁質(zhì)

3、酶有不同的變化規(guī)律。 不同濃度殼聚糖、NaCl、乙烯利處理及機(jī)械損傷均能引起空心蓮子草葉片幾丁質(zhì)酶活性增加。其中植物對(duì)乙烯利的反應(yīng)最為迅速,如0.1 mg·ml-1及0.2mg·ml-1乙烯利處理1天后,幾丁質(zhì)酶活力就顯著高于對(duì)照組(p<0.01),在第2、3天時(shí),酶活力仍很高(p<0.01),到第4天時(shí),才回落到對(duì)照水平;其次,空心蓮子草對(duì)殼聚糖的反應(yīng)也較快,0.1%殼聚糖處理后第2~5天、0.2%殼聚糖處理后第2~4天及0.

4、4%殼聚糖處理后第2~3天后,葉片幾丁質(zhì)酶活力均顯著增加(p<0.05);同樣,機(jī)械損傷3天后,空心蓮子草葉片中的幾丁質(zhì)酶比活力比對(duì)照組增加2倍多(p<0.01)。相比之下,空心蓮子草對(duì)鹽脅迫較不敏感,只有1%NaCl處理第8天后,幾丁質(zhì)酶活力才明顯增加(p<0.01)。 二、空心蓮子草幾丁質(zhì)酶具特殊的酶學(xué)性質(zhì)。 空心蓮子草通過(guò)研磨、(NH4)2SO4分級(jí)沉淀法(確定40%~60%為最佳飽和硫酸銨濃度區(qū)間)、Sephad

5、ex G-75凝膠層析、DEAE-Sepharose Fast flow離子交換層析及Sephadex G-100凝膠層析等純化步驟,分離出幾丁質(zhì)酶。經(jīng)SDS-PAGE檢測(cè)為單一蛋白條帶,測(cè)定分子量約為45kDa。純酶比活力為39.77U·mg-1,純化倍數(shù)為26.17。該幾丁質(zhì)酶最適反應(yīng)溫度60℃,最適反應(yīng)pH為5.7,在pH4.0~8.0時(shí)比較穩(wěn)定。當(dāng)pH小于4.0和大于8.0時(shí)酶活力喪失50%以上,在pH2.0和10.0處無(wú)活力,

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