超敏蛋白
超敏蛋白,又叫Harpin蛋白(商品名Message'康壯素)是由美國伊甸生物技術(shù)公司(EDEN)開發(fā)的新型植物生長調(diào)節(jié)劑,深圳市武大萬德?;蚬こ逃邢薰景l(fā)明了一種通過基因工程手段構(gòu)建的工程菌株,轉(zhuǎn)化生產(chǎn)Harpin基因工程蛋白的專利技術(shù),用該蛋白研制出安康肽植物抗菌抑菌劑,用于植物細菌、真菌、病毒、線蟲等病蟲害的防治,并可促進植物的生長發(fā)育。
超敏蛋白結(jié)構(gòu)與特點
HarpinEa, HarpinPss, harpinEch, harpinEcc分別由385、 341、 340和365個氨基酸殘基組成,它們的氨基酸序列可從Gene Bank中獲得。從現(xiàn)有分離到的Harpin蛋白來看, 均富含甘氨酸,缺少半胱氨酸,熱穩(wěn)定,對蛋白酰敏感。
Harpin蛋白作用機理是可激活椬物自身的防衛(wèi)反應(yīng),即'系統(tǒng)獲得性抗性',從而使植物對多種直菌和細菌產(chǎn)生免疫或自身防御作用,是一種植物抗病活化劑??梢允怪参锔蛋l(fā)達,吸肥量特別是鉀肥量明顯增加;促進開花和果實早熟,改善果實品質(zhì)與產(chǎn)量。
植物病原細菌存在hp基因(Hyprsensitive reaction and pathogenicity gene),決定病原菌對寄主植物的致病性和非寄主植物的HR。植物病原菌都有hrp基因簇,相對分子質(zhì)量為20004000,包括313個基因,它們既和致病相關(guān),又與誘導(dǎo)寄主的過敏性反應(yīng)相關(guān)。自1986年首次報道hrp基因以來,人們對植物病原細菌hrp基因的分布、結(jié)構(gòu)、功能等進行了大量研究。1992年首次報道從梨火疫病菌(Erwiniaamylovora)中分離到hrp基因產(chǎn)物Harpin蛋白,之后對細菌產(chǎn)生的Harpin蛋白的研究得到廣泛開展。
超敏蛋白的功能
Harpin蛋白并不直接作用于靶標作物,而是刺激作物產(chǎn)生天然的免疫機制,使得植物能抵抗一系列的細菌、真菌和病毒病害。其作用機理是粘結(jié)在植物葉子的特殊受體上,產(chǎn)生植物防御的信號。激發(fā)子-受體識別是植物抗病防衛(wèi)反應(yīng)產(chǎn)生的第一步,然后通過構(gòu)型變化激活胞內(nèi)有關(guān)酶的活性和蛋白質(zhì)磷酸化,形成第二信使,信號得到放大,最終通過對特殊基因的調(diào)節(jié)而激發(fā)植物產(chǎn)生防衛(wèi)反應(yīng)。
Harpin能誘導(dǎo)多種植物的多個品種產(chǎn)生HR,如誘導(dǎo)煙草、馬鈴薯、番茄、矮牽牛、大豆、黃瓜、辣椒以及擬南芥菜產(chǎn)生過敏反應(yīng)。Harpin蛋白既能誘導(dǎo)非寄主植物產(chǎn)生過敏反應(yīng),其本身又是寄主的一種致病因子。從病原菌中清除它們的基因,會降低或完全消除病原對寄主的致病力和誘導(dǎo)非寄主產(chǎn)生過敏反應(yīng)的能力。激發(fā)子HarpinPss可以激活擬南芥屬(Arabidopsis)植物中兩種介導(dǎo)適應(yīng)性反應(yīng)的酶AtMPK4和AtMPK6。 Harpin還具有調(diào)節(jié)離子通道、引起防衛(wèi)反應(yīng)和細胞死亡的功能。此外,Harpin還能激發(fā)在細胞懸浮培養(yǎng)中活性氧的產(chǎn)生。已證明活性氧有三方面的抗病功能:(1)傳遞誘導(dǎo)防衛(wèi)反應(yīng)的互作信號; (2)修飾寄主的細胞壁以抵御病原菌的侵染;(3)直接抑制病原菌的侵人。對Harpin受體的研究報道不多,巳報道煙草細胞壁上存在Harpin的結(jié)合位點。
美國EDEN生物科學(xué)公司報道從一種擬南芥屬植物中發(fā)現(xiàn)了 Harpin的結(jié)合蛋白1 (Harpin binding proteinl, HrBPl)。 HrBPl是一種與現(xiàn)有任何已報道的蛋白質(zhì)不相似的新蛋白,由284個氨基酸殘基組成,相對分子質(zhì)量約為30kD。對12種植物的研究表明,不同植物中存在類HrBPI基因。HrBPI與類HrBPI蛋白質(zhì)序列比較表明,類HrBPI蛋白與HrBPI間存在高度相似性,保守的相似區(qū)可能包含與Harpin相結(jié)合的蛋白部分。HrBP I 在植物中的廣泛存在,有助于解釋Harpin在多種不同作物上均有效果的現(xiàn)象。
Harpin與HrBP I結(jié)合后,會激活多種防衛(wèi)反應(yīng)信號傳導(dǎo),從而使植物產(chǎn)生防衛(wèi)反應(yīng)。其激活植物防衛(wèi)反應(yīng)的途徑主要有三種:①一種未知途徑激活植物抗細菌反應(yīng);②水楊酸途徑激活植物的抗細菌/真菌/病毒反應(yīng);③乙烯和茉莉酸途徑激活抗真菌反應(yīng)。
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網(wǎng)址: 超敏蛋白 http://www.u1s5d6.cn/newsview244227.html
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