【毕业学位论文】（Word原稿）中生菌素对水稻悬浮细胞主要防御酶的系统诱导微生物学硕士论文

密级 论文编号： 中国农业科学院 学位论文 中生菌素对水稻悬浮细胞主要防御酶 的系统诱导 F I 摘 要 中生菌素是一种防治水稻白叶枯病非常有效的农用抗生素类生物农药。 本实验对中生菌素介导 的水稻悬浮细胞 与白叶枯病菌互作 中 ， 三种主要防御酶 性及 工酶的动态变化进行了研究。 结果如下： （ 一 ）建立了粳稻 品种感病品系沈农 1033 及其携带 病基因的近等位基因系 性悬浮细胞系。 （ 二 ）中生菌素对水稻悬浮细胞主要防御酶酶活性的影响： (1)5mg/l、 10mg/l、 15mg/l 的中生菌素 处理水稻 悬浮细胞 后， 72h 性 达高峰时， 1033 中 性比空白对照分别增加了 性比空白对照分别增加了 24h 性 达高峰时， 1033 中 性比空白对照分别增加了 性比空白对照分别增加了 48h 性 达高峰时， 1033中 性比空白对照分别增加了 性比空白对照分别增加了 以上结果说明 5mg/l、 10mg/l、 15mg/l 的中生菌素对 抗、感水稻悬浮细胞中 具有诱导作用，且对 诱导效果较 1033 好，对 诱导效果则是 1033 比 ； 在三种处理 浓度中， 15mg/l 的中生菌素对 诱导 效果较好 ， 10mg/l 对 诱导 效果较好 。 （ 2） 中生菌素 作用于 抗、感水稻悬浮细胞 后， 性与空白对照相比均 呈先升后降趋势， 24 72h， 性相继上升到最大值， 加幅度最大， 最小。 （ 三 ）中生菌素对水稻胚性悬浮细胞主要防御酶同工酶的影响 ： （ 1） 工酶谱带变化： 经 中生菌素 处理后 ，无论抗、感水稻悬浮细胞接菌与否， b 区中 变化较大， 虽有变化，但 变化不大； c 区中，主要是 的变化， 的变化也不大 ， 说明中生菌素可诱导或增强 工酶谱带 的表达 。 （ 2） 工酶谱带变化： 在中生菌素作用下，无论抗、感水稻悬浮细胞接菌与否， a 区工酶谱带变化 较 大， 在增强现象 ， 存在减弱现象； b 区中酶带变化较大，酶带存在减弱或消失现象； c 区中谱带变化也不大， 基本无变化， 存在增强现象 ，说明中生菌素可诱导或增强 工酶谱带 的表达。 以上结果 说明 ， 中生菌素能诱导植物防御酶 系中重要成员 表达，从而诱导植物防御反应和系统获得抗性的发生，增强植物的抗病性。 本研究可为中生菌素作用机制的阐明及适时、适量的田间应用 和农抗筛选模型的建立 提供理论指导。 关键词： 中生菌素 ； 防御酶 ； 细胞培养 ； 系统诱导 is a we do of at of in of of as (1) A of of of (2) of in of in of of in of 5mg/l. PO 0mg/l; in 033 in PO 033. in of to to be as of to (3) in of OD PO in of by of of to a of us to of of 录 摘要 . I . 一章 绪论 . 1 内外研究概况 . 1 导抗病性产生的相关机制 . 1 种相关防御酶与诱导抗性的关系 . 5 导抗性中生物技术的应用 . 8 究的目的和意义 . 8 究内容和方法 . 9 第二章 水稻抗 、感白叶枯病菌胚性悬浮细胞系的建立 . 11 料与方法 . 11 料 . 11 关试剂及贮液的配置 . 11 法 . 12 果与分析 . 12 稻愈伤组织的获得 . 12 稻悬浮细胞系的获得 . 14 论 . 14 结 . 15 第三章 中生菌素对水稻悬浮细胞主要防御酶酶活性的影响 . 16 料与方法 . 16 料 . 16 关试剂及溶液的配置 . 16 法 . 16 果与分析 . 18 中生菌素对 性的影响 . 18 生菌素对 性 的影响 . 22 生菌素对 性的影响 . 24 论 . 28 结 . 29 同浓度中生菌素对水稻三种防御酶活性的影响 . 29 水稻三种防御酶活性的影响 . 29 第四章 中生菌素对水稻悬浮细胞主要防御酶同工酶的影响 . 30 料与方法 . 30 料 . 30 关试剂及溶液的配置 . 30 法 . 31 果与分 析 . 31 生菌素对 工酶的诱导作用 . 31 生菌素对 工酶的诱导作用 . 33 论 . 34 结 . 35 第五章 讨论与结论 . 37 参考文献 . 39 致 谢 . 45 中国农业科学院硕士论文 第一章 绪论 1 第一章 绪论 内外研究概况 宿主植物 主植物可通过各种广泛的抗病机制，包括系统性的（如系统获得抗性）或局部性的（如过敏性坏死），组成性的或诱导性的手段来抵抗病原菌的侵染。近年来，随着分子生物学和基因工程技术的发展和应用，植物诱导抗性以其广谱抗菌、系统表达及抗性持久等特点吸引了众多研究者的注意力。 凡是利用生物的、物理的或化 学的因子（统称为激发子或外源物）处理植株，激发植物对某一种病害或某些病原菌由感病转变为抗病的现象，称之为诱导抗性（ 是植物抗病防卫反应的一种重要表现形式，具有非特异性。诱导抗性有系统性的，也有局部性的，当其表现为系统性的特点时，称为系统获得抗病性（ 余迪求等， 1999；方中达， 1998；董汉松等， 1995； et 1983）。诱导抗病是一个非常普遍的宿主植物抵抗病原菌侵染的防御系统 ，在双子叶和单子叶植物上都有成功的例子。诱导植物产生诱导抗性的病原菌包括真菌、细菌、病毒、线虫和有害昆虫；诱导因子包括致病的、非致病的病原菌或其提取物（如酵母抽提物），物理因子如 射 (993)、低温(000)、机械损伤等和各种化学诱抗剂（如水杨酸 (王海华等， 2002)、环己酮亚胺、除草剂 (001)。 导抗病性产生的相关机制 对于诱导抗性的机理，人们从不同的角度作过假设。 1951 年， 释说， 在许多受侵植物个体所引起的有害反应中，有少数发生相反的影响，它们不削弱寄主，反而刺激它，使它原来隐蔽而非常微弱的保护能力活跃化，从而有能力抵抗它原来不抵抗的病菌。这种保护反应称为诱导的抗侵染保护反应 。 984)认为： 诱导的机理主要是提高了植物自身的抗病性。诱抗剂可能影响植物和病原物之间的关系，以某种方式改变了植物代谢，使植物不那么适合病原物了，因而对植物有利。它们也可能对病原物起作用，干扰致病过程或孢子形成，损坏宿主和病原物之间的识别，破坏侵入等 。 et 985)从遗传角度出发认为： 所有的植物都含有抗真菌、细菌和病毒的潜在基因，有些并未表达。抗性的决定因素是基因表达的速度和数量，以及环境对基因产物活性的影响 。施用诱抗剂就是激发了这些防卫反应基因的表达，或促使其更快更多的表达。所谓植物防卫反应基因是在病原物激发子（包括特异性和非特异性的激发子）诱导下，表达防卫反应功能的植物抗病相关的基因。植物防卫反应基因主要有：涉及植保素和木质素合成的关键酶基因如过氧化物酶基因、苯丙氨酸解氨酶基因、香豆酸接酶基因、查尔酮合成酶基因、查尔酮异构 酶基因、几丁质酶 基因 、 含羟脯氨酸的糖蛋白 (因 、富含甘氨酸的糖蛋白 (因，病程相关蛋白基因以及一些功能未知的与防卫反应有关的 。植物防卫反应基因具有以下特点：（ 1）多数中国农业科学院硕士论文 第一章 绪论 2 是诱导型的。除受体内调控因子调节外，还受体外因子的调节。一般认为，这些体外调控因素是通过抗病基因产物，借助体内调节因素发挥作用的，这种调节方式涉及植物抗病反应及与病原物互作的整个过程。（ 2）表达具组织、细胞特异性，可能受到植物系统发育信号的调节。（ 3）功能的多重性表现：（ a）这些基因在植物 正常生活中也需要它们定量的表达。（ b）编码一种因素的基因在植物防卫反应中可受多种不同类型因子的诱导，这种基因的多重功能和多重反应，反映出植物适应环境的能力和抗逆反应机理的复杂性。（ 4）多以基因家族出现。同一植物中常有多种同工酶，各种基因也不相同，但他们常有相同的阅读框架。另外， 交表明，不同同工酶基因，在基因组中的拷贝数也不相同，有的是单拷贝，多数是寡拷贝。不同植物中编码同一诱导抗性因素的基因虽然具有保守性（如 白基因），但在 基序列上可能也存在着一定的差异。植物受到病原物侵入后，首先识别病 原物，然后产生一系列的防卫反应。识别过程的第一步是病原物产生的激发子和寄主植物的受体相互作用，并激活信号传递链（包括蛋白质磷酸化、离子流动、产生活性氧类物质和其它信号分子），随后激活转录因子诱导植物防卫基因的表达，如图 1。表达产物可引起细胞壁加固，产生植保素合成酶类（如 病程相关蛋白和降解病原物的水解酶类（几丁质酶， 3 葡聚糖酶（ et 997）等）。 图 1：宿主植物与病原真互作的模式 of 主 et 989)中，通过识别、信号传递和诱导植物防卫反应基因的表达，从而使植物抗病性得到表现 (989； et 991)，如图 1。植物的抗病性和感病性是由寄主和病原物互作的基因型决定的，具有某一主效抗病基因的寄主对其相匹配的显性的非毒性基因的病原菌表现抗性。寄主被病原物侵入后，有些防卫机理是 组成型的（如以物理或化学方式阻止病原物的侵入），有些是在病原物侵入后诱导的。诱导中国农业科学院硕士论文 第一章 绪论 3 型的防御反应包括植物拥有的由病原物进攻所激发的一系列复杂的代谢过程：活性氧的暴发、细胞壁的加固、病程相关蛋白的积累 (凌定厚， 1987)及次生代谢的加强（李海燕等， 1996；994）。此时受侵细胞及其邻近细胞迅速坏死，病原物受到遏制或被杀死，或被封锁在枯死组织中，这种保护性细胞坏死称为过敏反应（ R）。 敏反应和系统获得抗病性 植物防卫反应 在细胞水平上常表现为过敏性反应，与动物细胞的程序性死亡（ 似，在阻止病原菌生长和发育中起重要作用 (黄俊斌， 1998)。过敏性反应是植物受病原菌侵染后在不同器官上形成的小范围坏死，是一种高度敏感的现象，从而对活体营养和死体营养的寄生物产生有效的抑制作用（王金生， 1999； et 993）；是植物和病原物发生不亲和性反应时寄主细胞产生的一种防卫机理。一方面过敏性反应使病原物的侵染局部化，并在侵染部位形成病斑；另一方面植物局部的过敏性反应可产生一类信号分子，沿着 韧皮部传递到整株植物并引起植物对同一病原物或其它病原物的抵抗作用，即系统获得抗病性。 植物系统获得抗性是植物的某些部分组织受病原菌侵染或诱发物处理后导致植株非侵染或非处理部位在较长的时间内保持对多种病原菌侵染的增强抗性。研究表明水杨酸（ A）、 2,62,6植物 诱发物 (宋凤鸣等，2001；古燕翔， 2002；王海华等， 2002)是植物产生 不可少的条件。 物细胞壁的木质 化 植物抵制病原物侵入过程中，最明显的细胞学变化是在侵染点上寄主细胞壁敷着物和乳头状突起的形成，它们一般由初生和次生细胞壁成分组成，包括胼胝质、酚类、蛋白质和硅。与细胞壁防御相关的分子， 3 葡聚糖和富含羟基脯氨酸的糖蛋白（ 被免疫定位，前者存在于侵入点周围 寄主新产生的细胞壁物质中， 细胞壁的结构物质，是植物对病原菌产生反应中合成的，是细胞内产生细胞壁敷着物和乳头状突起的主要成分。 一种伸展蛋白， 主要与细胞壁构建的普遍反应相联系。 细胞壁富含 诱导抗病性和过敏性反应关系 密切。目前认为， 抗病反应中的作用机制主要有以下几方面： 1、作为凝集素作用，定位于与病原菌相互作用位点，把病原菌固定在细胞壁中，从而阻止病原菌的侵入或在细胞间的扩散。 2、作为木质素的沉积。 3、作为结构屏障， 有结构性多聚物功能， 可 提高细胞壁的强度。在侵染穿透过程中，病原菌分泌的纤维素酶、半纤维素酶和蛋白酶等都能分解纤维素、半纤维素等细胞壁成分，但这些酶不能分解 反， 围在纤维素和半纤维素周围，使病原菌分泌的酶与其底物分开，从而保护细胞壁物质免受分解，继续保持细胞的正常结构， 阻止病原菌的侵入。 许多研究证明，木质化反应是诱导抗病性产生的重要机制之一（吴仕梅等， 1996；李海燕等， 1996）。木质素在干扰病原物侵染和病害的发生发展中有下列作用： （ 1） 木质化细胞使病原物与健康组织隔离，从而阻断植物细胞向病菌输送水分和营养物质，饥饿病菌，阻止病原物、毒素及其它致病因子与健康细胞接触； （ 2） 使植物保卫素和其它抗生物质不致扩散，从而在侵染点处积累到较高的浓度； （ 3） 由于木质化细胞使病原物在植物组织中的扩展速度减慢，从而中国农业科学院硕士论文 第一章 绪论 4 使植物有足够时间合成并积累植物保卫素等抗生物质； （ 4） 在木质素生物合成 过程中，木质素酚类化合物前体、自由基、活性氧具有抗菌活性，从而起到限制病菌生长和病斑发展的作用，也可能抑制病原物毒素及酶的产生或使其钝化。木质素能抵御微生物的分解，木质化细胞可成为病原菌侵入的物理屏障，能钝化真菌分泌的酶毒素和前体。寄主细胞固有的木质化是一种被动的抗病机制，病原菌侵入后，寄主细胞产生木质化则是一种主动的抗病机制，另外真菌侵入所产生的抵御结构 乳状突起 及附近细胞都含有大量木质素，它能保护细胞壁和乳状突起不受病原菌所产生的酶消解。 性氧的暴发 植物感病后，体内会产生过多的活性氧 ，主要有超氧阴离子（ ）。羟自由基（ 过氧化氢（ 高浓度的活性氧对植物细胞是有害的，其水平依赖于植物体内的保护酶系来调节。超氧阴离子会导致膜不饱和脂肪酸过氧化，从而造成对细胞的伤害。 植物受到病原物侵染后产生一系列的生理生化反应。活性氧类物质的产生是早期出现的防卫反应之一；活性氧类物质具有直接的抗菌作用，引起脂类超氧化反应、细胞壁蛋白质的相互联接以及作为信号分子诱发其它防卫基因的表达（黄俊斌， 1998）。 （ 1）活性氧类物质的抗菌活性 活性氧可直接减少病原物的存活率。微摩尔浓度的 抑制许多病原真菌的孢子萌发，植物体内合成的 少具有一部分直接杀伤病原菌的作用。过敏性反应中的细胞死亡也可能由活性氧或活性氧的衍生物引起。 （ 2）活性氧类物质诱导植物防卫基因表达 活性氧类物质作为信号分子可调节植保素的产生。真菌激发子也能诱导超氧阴离子，活性氧歧化酶能抑制过敏性反应细胞产生活性氧和植保素。植物保卫素是植物受到侵染后或受到多种生理的、物理的或化学的刺激后产生或积累的一类低分子量抗菌性次生代谢产物。它平时在植物体内含量很少，一旦受到某种诱导之后则大量产生和积累，植物保卫素对真菌的毒性 较强。目前，已在 22 个科的植物中发现数百种植保素。 抗氧化剂抑制植保素积累的程度随不同的植物和激发子而变化，活性氧类物质能诱导原有的代谢途径中的植保素的合成，但本身不能启动合成植保素的代谢途径。 （ 3）活性氧类物质诱导细胞壁加固 植物病原菌可通过伤口，自然孔口或直接穿透植物角质层、细胞壁进入细胞，而细胞壁经过一系列的酶促反应形成木质素可以抵制病原菌的侵入。首先由苯丙氨酸途径催化形成木质素的前体，该途径有 桂酸水解酶），转甲基酶（ 肉桂酸连接酶 4肉桂酸脱氢酶参与，形成的前体化合物 包括肉桂醇、酒精醇和芥子醇，木质素合成的最后一步是在与细胞壁结合的过氧化物作用下或在氧分子降解酶的作用下形成 位连接的多聚体。在过敏性反应的早期起防卫作用。活性氧的迸发也能诱导细胞的木质化。在植物病原物相互作用中，植物的防卫基因被激活，其中有些转录物是上游调节（如 ），有些是下游调节。活性氧可能改变植物细胞的还原态来激活防卫基因的表达，从而提高对细菌病害的抗性。 中国农业科学院硕士论文 第一章 绪论 5 （ 4）活性氧类物质参与过敏性反应 超氧阴离子的积累可划分为两个阶段：第一个阶段过氧阴离子快速而短暂的积累；第二阶段活性氧的积累仅在与过敏性反应有关的拥有抗性基因的品种产生。许多报道表明：在不亲和反应中第二阶段的活性氧产物与过敏性细胞死亡相关。过敏性细胞死亡和第二阶段活性氧物质的积累是无毒基因和相应的抗病基因互作的结果。 过敏性反应中由于超氧化物的存在而破坏细胞膜，膜的破坏可能是由脂肪酸氧合酶和脂乙酰水解酶或磷脂酶的作用或是由活性氧自由基的氧化作用引起的。其中脂类的氧化是脂肪酸氧合酶的结果而不是自动氧化过程。 种相关防御酶与诱导抗性的关系 植物与病原菌互作的实质在一定程度上是病原菌的水解酶系与寄主植物的氧化 酶系统相互作用的过程（ et 971）。如真菌侵染寄主细胞过程中，病原菌可以产生一些作用于植物细胞壁的水解酶，如果胶降解酶、多聚半乳糖醛酸酶等，在侵染植物细胞后，这些酶作用于植物细胞的细胞壁，使其降解为寡聚糖，寡聚糖作为信号分子诱导发生过敏反应 (系统获得性抗性 (多种防御反应（石瑛等， 2001）。植物受到病原菌的侵染后，其体内的过氧化物酶 (多酚氧化酶 (苯丙氨酸解氨酶(氧化酶的活性增强，其中过氧化物酶、多酚氧化酶能够促进木质素 (酚类氧化物的形成，加强细胞壁的结构，苯丙氨酸解氨酶参与植物植保素、木质素、抗毒素及酚类化合物的形成，木质素被认为是抵抗病原物侵入和扩展的重要手段(et 980)。 这些酶具有许多共同点： (一 )都具有由多基因家族编码的同功酶，这些同功酶大多为诱导酶，受多种因素的诱导。各种类型的低温、机械损伤、光 (白光、蓝光、红光、紫外光 )、病原菌感染、毒素处理 (et 994)和昆虫取食都可诱导其基因的表达，且是在转录水平上的诱导 (田国忠等， 2001； et 986)。如查尔酮合成酶在大豆中是由一个大的基因家族编码的含 68 个成员 (et 987)而在欧芹中只有 1 或 2 个基因编码(et 987)。多基因家族的有利之处是可为生物体提供准确且有弹性的对各种各样环境压力的适应性和保护抗性 (et 989)。 (二 ) 植物感 病后这些酶活力发生有规律的变化。感染最初上升比较缓慢，随后活性急剧上升达到顶峰，接着活性又急剧下降。水稻感染稻瘟病 (陈璋， 1993；张江涛等， 1987；欧阳光察等， 1987；毕咏梅等， 1990；杨民和等， 2002；高学文等， 2000)和白叶枯病（高学文等， 2000）后 性变化均有以上特点。 (三 )致病菌对这些酶活性的影响远大于非致病菌，且寄主植物接种病原菌后抗、感品系的酶活性均有所增加，但抗病品系植物诱导所产生的酶活性远比感病品系高。 (四 ) 病原菌的侵染，病毒素或培养液的诱导，所引起的酶活性的增加辐度与 这些激发因子的浓度有关，或者说与植物的受害程度有关，且在侵染点周围病原菌对酶活性刺激作用高于离侵染点较远的部分，在最边缘部位酶活性与未感染部位基本相同。 (五 )与感病植物相比，抗病植物能及时识别侵染的病原物以及快速而有效地激活寄主的防卫基因表达。植物抗病反应的有效性取决于这些反应是否在特定中国农业科学院硕士论文 第一章 绪论 6 的寄主部位以较早的时间达到较高的水平。 氧化物酶（ 诱导抗性的关系 广泛存在于各种动物、植物和微生物体内的一类氧化酶 ,是植物细胞壁形成和木质素合成的关键酶，是植物防卫反应 体系中的重要组成部分，它及其同工酶在植物体内的活性与植物的抗病性有密切关系，可作为植物抗性的生理指标。催化由过氧化氢参与的各种还原剂的氧化反应。 能作为防卫反应信号传导的分子发挥作用。其中 植物抗病中的作用是多重的，包括对真菌孢子萌发的直接抑制和诱导植物的防卫反应发生。 许多学者研究探讨了 植物抗病性中的作用机制。据报道， 植物抗病性中有以下几方面的作用：（ 1） 与了木质素最后的聚合反应（马国华等， 1992； 993；），木质素是通过莽草酸苯丙烷类代谢 途径形成的。目前寄主细胞壁的木质化能起到抗病作用得到普遍公认，它具有主动和被动抗性的双重功能。木质素和木栓质的积累与 性增强之间的关系已被许多试验所证实，酸性 认为参与木质素和木栓质（ 成 (.998)。（ 2）参与富含羟脯氨酸糖蛋白（ 级结构的形成，加强植物细胞表面强度。（ 3）参与木质栓质的形成，促进伤口的愈合。（ 4） 可将酚类物质氧化为对病原菌毒性更强的醌类物质，提高植物的抗病能力。植物病原菌互作早期活性氧的产生及积累 与植物抗病性相关 (.994； .996； J. et 995； 995；葛秀春等， 1998)。（ 5）直接抑制病原菌。有大量研究表明，木质素、 栓质、醌类物质都是植物寄主受病原菌侵染后诱发产生的几类主要抑菌物质。 然而，关于 否真正参与了植物的抗病作用，仍然争议颇多。一些报道指出，植物受病原菌侵染后，是感病寄主 性较抗病寄主 性增加的快而且高，不出现新的同工酶带或新 的同工酶带出现在感病寄主上。还有人认为 性和同工酶带的变化只是受侵染植物的 生化症状 而与植物的抗病性无关。 丙氨酸解氨酶（ 诱导抗性的关系 苯丙烷类代谢途径是植物的次级代谢中很重要的一条，该代谢途径酶类活性及代谢产物含量的提高是植物对病原菌抵抗的普遍反应，对植物有非常重要的生理意义（ et 995； et 979）。一切含苯丙烷骨架的物 质都是由这一途径直接或间接生成的。苯丙烷类代谢可生成反式肉桂酸、香豆酸、阿魏酸、芥子酸等中间产物，这些酸可以进一步转化为香豆素、绿原酸，也可形成反式香豆酰辅酶 A 酯，再通过多条途径进一步转化为木质素、黄酮、异黄酮、生物碱、苯甲酸酯等次生代谢产物 (江昌俊等， 2001)。这些产物在植物的生长发育过程中起着重要的作用，其含量也总是与 活性密切相关。 连接初级代谢和苯丙烷类代谢、催化苯丙氨酸代谢第一步反应的酶，是苯丙烷类代谢的关键酶和限速酶，也是苯丙烷类代谢中研究最多的酶。许多植物在遭受寒冷、伤害（ D. et 996）、紫外辐射时，植物的防卫系统特别是苯丙烷类代谢被激活， 性明显升高并表现出规律性的变化 (汪红等， 2001；何晨阳， 2001)，因此 性可以作为植物抗逆境能力的一个生理指标。苯丙烷类衍生物中有低分子量的花色素，如花青苷（ .978； 国农业科学院硕士论文 第一章 绪论 7 967； et 997）；抗毒性植保素、 射保护物质 (998；K.976； et 998)，昆虫驱避物质和信号分子，也有作为细胞表面结构物质和支撑结构的物质，如木栓质、木质素和其它细胞壁组成成分，这些物质由于结构的不同而具有不同的功能，且在植物体内的分布存在时空上差异 (et 1998)。 与植物抗病的机制： (1)参与木质素的合成。 苯丙烷类代谢途径的关键酶，也是合成木质素的关键酶。木质素的形成，可以增加细胞壁的厚度，增加组织木质化程度。形成病原菌 入侵的机械屏障， (2)参与植保素的合成。植保素是植物受侵染或胁迫而产生的一类低分子量抗微生物的化合物，主要包括酚类植保素 (绿原酸、香豆素和儿茶酚等 )、异黄酮类植保素 (豌豆素、莱豆素、大豆素、苜朽黄素等 )和萜烯类植保素，其中，前两类都是苯丙烷类代谢的直接或间接产物，其生成量与 性成正相关关系。研究发现植物体内有一种内源性抑制物质(与 性的调节，单子叶植物幼苗胚乳中普遍存在 源抑制物质的调节基因子因子 (欧阳光察，应初衍等， 1987；应初衍等， 1987)，去胚乳后， 内源抑制物质增加，幼苗中 性下降，双子叶植物子叶对 调节作用不具有普遍性。 酚氧化酶 (与诱导抗性的关系 多酚氧化酶，又称儿茶酚酶，是植物组织内广泛存在的一种含铜氧化酶，位于质体、微体内，可参与植物生长、分化和种皮透性的调节。植物受到机械损伤和病菌侵染后 化酚与化形成为醌，使组织形成褐变，以便损伤恢复，防止或减少感染，提高抗病能力。醌类物质对微生物有毒害作用，伤口醌类物质出现是植物防止伤口感染的愈伤反应，受伤组织这种酶的活 性一般会提高。多酚氧化酶与抗病性有关，主要生理功能是将酚类物质氧化成醌，并参与寄主抵抗病原菌的保卫反应，尤其是过敏性反应。植物本身含有的一些对病菌有抑制作用，使病菌无法在寄主中生长。多酚氧化酶也可与细胞内其他底物氧化相偶联，起到末端氧化酶的作用。由 化香豆酸加上第二个羟基转为咖啡酸。 催化众多的酚类物质氧化为醌。 程相关蛋白与诱导抗性的关系 病程相关蛋白的（ R 蛋白）是植物被病原菌感染或一些特定化合物处理后诱导产生的或积 累的一种或多种蛋白质（杜良成等， 1990；刘利华等， 1999）。 数为碱性，它们的特点是分子量较低，在低 可特异提取，抗蛋白水解酶主要存在于细胞间隙，进化上也相对保守。自从病程相关蛋白（ 发现以来，许多植物对病原菌侵染的抵制过程中产生的蛋白被分离和定性。这些 白被分为 11 个家族，即从 且大多数被小的基因家族所编码，主要包括碱性和酸性形式。一些 白的功能已被发现： 有 3 葡聚糖酶或几丁质酶的活性。最近研究发现 族具有抗真菌活性。 植物 3 葡聚糖酶和几丁质酶是真菌生长的强烈抑制子，它们能降解 3 葡聚糖或几丁质 大多数真菌的细胞壁结构成分。 3 葡聚糖酶或几丁质酶转录物的瞬时提高被认为是植物对菌根真菌侵染的早期防御反应，然而当共生关系得到发展时即被抑制。被病原菌诱导中国农业科学院硕士论文 第一章 绪论 8 的 3 葡聚糖酶或几丁质酶大多数以酸性形式存在，活跃的聚集在被侵染植物的原生质体内。而由共生真菌诱导产生的非原生质体水解酶没有阻碍菌根的发展，表明它们不受细胞壁降解酶的影响。 导抗性中生物技术的应用 近年来 ，植物和病原菌相互作用在分子水平上所取得的显著研究进展为利用新的转基因策略保