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Research progress of biological protein elicitor

生物源蛋白激发子的研究进展



全 文 :  Guihaia  Apr. 2016ꎬ 36(4):413-418
http: / / journal.gxzw.gxib.cn
http: / / www.guihaia-journal.com
DOI: 10.11931 / guihaia.gxzw201503031
汪和贵ꎬ孙晓棠ꎬ郑兴汶ꎬ等. 生物源蛋白激发子的研究进展[J]. 广西植物ꎬ 2016ꎬ 36(4):413-418
WANG HGꎬSUN XTꎬZHENG XWꎬet al. Research progress of biological protein elicitor[J]. Guihaiaꎬ 2016ꎬ 36(4):413-418
生物源蛋白激发子的研究进展
汪和贵1ꎬ 孙晓棠1ꎬ 郑兴汶2ꎬ 崔汝强1∗
( 1. 江西农业大学 农学院ꎬ 南昌 330045ꎻ 2. 江西广昌白莲产业发展局ꎬ 江西 广昌 344900 )
摘  要: 生物源蛋白激发子是一类能诱导植物产生防卫反应的特殊化合物ꎬ主要来源于病原微生物、其他微
生物及寄主植物或由寄主 ̄病原物互作后产生ꎮ 病原微生物或其他微生物产生的激发子包括真菌的 β ̄葡聚
糖、糖蛋白、脂类物质和其他细胞壁组分ꎻ由寄主植物产生的激发子主要是细胞壁组分中的寡糖物质ꎬ如寡聚
半乳糖醛酸和木聚糖片段ꎻ寄主 ̄病原物互作后产生的激发子主要是互作过程中酶对寄主和病原物细胞组分
修饰后产生的ꎮ 生物源蛋白激发子与寄主植物作用后ꎬ通过一系列信号传导ꎬ诱导寄主植物产生乙烯、植保
素、水杨酸、茉莉酸、病程相关蛋白等ꎬ导致植物中多种防卫反应的发生ꎬ从而可以控制病害的发展和传播ꎬ在
农业生产上能够起到减少病虫危害达到增产的目的ꎮ 近年来ꎬ人们对激发子的研究非常广泛ꎬ生物源蛋白激
发子在生物防治中的作用也日益受到学者们的重视ꎮ 该文就生物源蛋白激发子的种类:Harpin 蛋白、Nep1 ̄
like蛋白家族、RXLR蛋白家族、Elicitins及其各类型激发子的功能、信号传导和作用机制的研究进展情况和在
农业中的应用进行了综述ꎬ并提出了生物源蛋白激发子将来在农业生产中对病害防治方面的展望ꎮ
关键词: 生物源激发子ꎬ 种类ꎬ 功能ꎬ 信号传导ꎬ 作用机制ꎬ 研究进展
中图分类号: Q945.8ꎬ S432.4    文献标识码: A    文章编号: 1000 ̄3142(2016)04 ̄0413 ̄06
Research progress of biological protein elicitor
WANG He ̄Gui1ꎬ SUN Xiao ̄Tang1ꎬ ZHENG Xing ̄Wen2ꎬ CUI Ru ̄Qiang1∗
( 1. College of Agronomyꎬ Jiangxi Agricultural Universityꎬ Nanchang 330045ꎬ Chinaꎻ 2. Bureau
of Lotus Industry Development Guangchangꎬ Guangchang 344900ꎬ China )
Abstract: Biological source elicitor mainly comes from pathogenic microorganismsꎬ other microorganismsꎬ and host
plants or produced by the host ̄pathogen interaction. The elicitor produced by the pathogenic microorganisms or other mi ̄
croorganisms including the fungal of β ̄glucanꎬ glycoproteinꎬ lipid and other cell wall components. The elicitor produced
by the host plants mainly oligosaccharide substance in the cell wall componentsꎬ such as oligogalacturonide acid and xly ̄
lan fragmentꎬ and the elicitor produced by the interaction of host and pathogen mainly for the enzyme for the hostꎬ and
pathogens in the process of cell components after modification. After through a series of signal transductionꎬ host plant
was induced to produce ethyleneꎬ plant protectionꎬ salicylic acidꎬ jasmonic acid and pathogenesis related proteinꎬ which
led to a variety of defensive reaction in plantsꎬ so as to control the development and spread of the disease. It is helpful to
reduce the diseases and insect pests in the production of plants to achieve the purpose of production. In the past few
yearsꎬ many people were in the elicitor research in a wide range. The function of biological source elicitor in the biologi ̄
cal control also increasingly brought to the attention of scholars. Currentlyꎬ they still insist on their own studiesꎬ and to ̄
收稿日期: 2015 ̄04 ̄21    修回日期: 2015 ̄06 ̄02
基金项目: 国家自然科学基金(31301620)ꎻ江西省科技支撑计划项目(20121BBF60049)ꎻ江西省自然科学基金(20151BAB204027)[Supported by
the National Natural Science Foundation of China(31301620)ꎻ Key Technology Research and Development Program of Jiangxi(20121BBF60049)ꎻ the
Natural Science Foundation of Jiangxi(20151BAB204027)]ꎮ
作者简介: 汪和贵(1991 ̄)ꎬ男ꎬ江西婺源人ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事植物病理学研究ꎬ(E ̄mail)heguiwang06@ 126.comꎮ
∗通讯作者: 崔汝强ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ主要从事植物病理学研究ꎬ(E ̄mail)cuiruqiang@ jxau.edu.cnꎮ
wards to the deeper fieldꎬ a lot of new scientists joined in this field. In this paperꎬ research progress and application in
agriculture were reviewed between the category of elicitor on biologicalꎬ such as Harpin proteinꎬ Nep1 ̄like proteinꎬ RX ̄
LR proteinꎬ Elicitins and so onꎬ all these elicitors are employed directly or indirectly describe in this review. This review
also highlights the integration of signaling pathways into or by transcription factorsꎬ as well as the linkage of the above
signal components in elicitor signaling network through protein phosphorylation and dephosphorylation. Some perspectives
on elicitor signal transduction are also presented. Cross talk between different functions is very common in different elici ̄
torsꎬ which all act as a role of plant defense response. The mechanism of elicitors also mentioned in this review. And we
have also proposed the use of biological protein elicitors for prevention and treatment of diseases in agricultural produc ̄
tion in the future.
Key words: biological elicitorꎬ categoryꎬ functionꎬ action mechanismꎬ action mechanismꎬ research progress
    激发子是一类能激活寄主植物产生防卫反应的
特殊化合物ꎬ具有激发植物防御反应ꎬ诱导提高植物
抗病性的功能ꎮ 在寄主与病原互作中起着重要的作
用ꎬ依照其来源不同可分为生物源激发子和非生物
源激发子ꎮ 依照其化合物性质不同可分为寡糖类激
发子ꎬ糖蛋白激发子ꎬ及蛋白、多肽类激发子ꎮ 最早
在证明植物中激发子活性成分存在的实验是用菜豆
茎片段接种健康茎片段后能导致健康茎片段植物保
卫素积累ꎮ 经鉴定这些具有激发子活性的是 α ̄1ꎬ4 ̄
半乳糖醛酸残基的线状寡聚体ꎮ 通过几十年的研
究ꎬ人们利用层析的方法分离不同成分的激发子ꎬ并
在活体植物上接种鉴定是否能使植物产生过敏反
应ꎬ并对纯化的激发子理化性质进行鉴定ꎮ 研究证
明ꎬ激发子能引起植物产生过敏反应ꎬ并可促使植物
体内一系列抗病性激酶的活性增加ꎮ 该文就生物源
激发子进行详细的阐述ꎮ
生物源激发子主要来源于病原微生物、其他微
生物及寄主植物或由寄主 ̄病原物互作后产生ꎮ 病
原微生物或其他微生物产生的激发子包括真菌的
β ̄葡聚糖、糖蛋白、脂类物质和其他细胞壁组分ꎻ由
寄主植物产生的激发子主要是细胞壁组分中的寡糖
物质ꎬ如寡聚半乳糖醛酸和木聚糖片段ꎻ寄主 ̄病原
物互作后产生的激发子主要是互作过程中酶对寄主
和病原物细胞组分修饰后产生的ꎮ
生物源激发子按照其性质不同主要有 Harpin
蛋白、 Nep1 ̄like 蛋 白 家 族、 RXLR 蛋 白 家 族、
Elicitins、Flagellin、寡糖类激发子、糖蛋白激发子、脂
多糖激发子、无毒蛋白等ꎮ
1  Harpin蛋白家族
Wei et al(1992)首次从梨火疫病(Erwinia amy ̄
lovora)中分离出具有过敏反应活性的蛋白ꎬ并把它
命名为 Harpinꎮ 它是一种酸性、热稳定性、分子量约
为 44 kD 的蛋白ꎬ可以使烟草产生过敏性反应ꎮ
Harpin均富含甘氨酸ꎬ缺少半胱氨酸ꎬ对蛋白酶 K
和紫外线敏感(Wei et alꎬ1992)ꎮ 由 Harpin 基因家
族中的 hrpN编码的膜蛋白 Harpin 在苹果火疫病病
菌中发现(Wei & Beerꎬ1996)ꎮ Sang et al(2012)利
用水稻白叶枯病原菌激发子 Hpalxoo 诱导到拟南芥
产生 H2O2和病原菌抗性ꎬ发现可能是非原质体上产
生的 H2O2与细胞参与病原物抗性产生了相对改变ꎬ
这对随后 Hapin生理和植物信号应答方面的研究产
生了积极作用ꎮ Li et al(2013ꎬ 2014)通过研究分析
得出 Hpa1需要 N端去促进 CO2在叶肉细胞中运输
来增强叶片的光合作用和营养生长ꎬ随后证实乙烯
和赤霉素共同调节 Hpa1 诱导促进植物生长和相关
生理和分子反应ꎮ Hpa1 不仅在抗病方面有一定的
防治作用ꎬ在抗虫上也能起到防御作用ꎬ尤其是蚜虫
(Fu et alꎬ2014)ꎮ Zhang et al(2011)利用 Hapin 编
码的 hrf1 基因在水稻上过表达可诱导水稻产生抗
旱能力ꎬ研究发现在水稻上编码过表达的 hrf1 基因
可诱导 ABA(脱落酸)含量增加ꎬ促进气孔关闭ꎬ证
实了 hrf1基因在转基因作物上可增强抗旱性ꎬ推测
Harpins可能在其他作物上也能产生抗旱性ꎮ Pradip
et al(2014)从丁香假单胞菌中分离鉴定出来的 Hr ̄
pZpssꎬ并采用光谱学和微观的方法发现它的过敏性
反应诱导 C 端的 214 个氨基酸片段 ( C ̄214 ̄
HrpZpss)ꎬ并且 C ̄214 ̄HrpZpss 和 HrpZpss 都形成低
聚物ꎬ通过 DCꎬDSC和荧光反应研究显示热诱导去
展开这些蛋白质步骤多且非常复杂ꎬ此研究为今后
对其他激发子的构像稳定性和获得最高展开温度的
研究有一定的参考价值ꎮ
Harpin蛋白的信号传导通路和作用机制主要是
通过不同的激素信号途径去调节和产生防御ꎮ 而最
近几年的研究大多数集中在通过激活乙烯信号途径
414 广  西  植  物                                  36卷
来促进植物营养生长和抵抗病原物的侵袭ꎬ当然还
有对赤霉素在信号通路上的研究(Lu et alꎬ2013ꎻLi
et alꎬ2014)ꎮ
2  Nep1 ̄like蛋白家族
Nep1 ̄like蛋白(NLPS)广泛分布在细菌、真菌
和卵菌ꎬ尤其是植物病原物中ꎮ 大小约为 25 kD
(Pemberton & Salmondꎬ2004)ꎮ Nep1蛋白最初是从
尖孢镰刀菌的菌液中分离纯化出来的ꎬ大小为 24
kD(Bailey et alꎬ 1997)ꎮ 随后 NLPS 在芽孢杆菌
( Bacillus )、 欧 文 氏 菌 ( Erwinia )、 轮 枝 菌
( Verticillium ) 腐 霉 属 ( Pytbium )、 疫 霉 属
(Phytophthora)中先后被发现 ( Botella et alꎬ1998ꎻ
Takami & Horikoshiꎬ2000ꎻFellbrich et alꎬ2002ꎻBell
et alꎬ2004ꎻWang et alꎬ2004)ꎮ 尽管它们存在不同
系统中ꎬNLPs仍以高相似性与一些家族的成员有着
较强的能力诱导 20 多种双子叶植物的细胞程序化
死亡ꎮ Villela et al(2014)利用蛋白质组和代谢组学
的方法用 Nep1 ̄like 诱导本氏烟的细胞快速的蛋白
质组和代谢组重编序ꎬ这个发现将对以后在植物上
NLP 介导的细胞死亡信号创建一个更广泛的认识ꎮ
Oome把 NLP 分成 4个不同的类型ꎬNLP 类型 1、类
型 1a、NLP 类型 2、NLP 类型 3ꎬNLP 类型 1 的特征
是至少存在一个单一的保守二硫键ꎬ一个酸性结合
阳离子键和一个暴露区ꎻNLP 类型 1a 与类型 1 相
反ꎻNLP 类型 2不仅有两个二硫键但更重要的是它
有一个假定的钙结合区等同于类型 1 和 1a 的暴露
区ꎻ不过目前对 NLP 类型 3 的知识能了解的还很
少ꎬ基于它存在保守的半胱氨酸ꎬ所以作出预测大多
数的 NLP 类型 3 含有三个二硫键 ( Oome et alꎬ
2014)ꎮ 在过去几年微生物基因组测序成为一个流
行的研究方法ꎬ他们利用生物信息学的方法结合系
统发育分析 NLP 家族对研究系统发育分布的多样
性ꎬ蛋白质序列和 NLP 的功能起到一定作用ꎮ
植物的信号传导一般是从免疫反应开始ꎬ通过
受体介导的检测异物分子在不同种类的微生物中守
恒ꎬ包括致病性和非致 病 性 的 ( Zamioudis &
Pieterseꎬ2012)ꎮ Nep1 ̄like 蛋白的多肽片段在三界
中的不同微生物出现ꎬOome et al(2014)发现它们在
拟南芥中能引起免疫反应ꎬ并扮演着 MAMP(病原
相关分子模式)的角色ꎮ 对植物来说ꎬMAMPs 引发
基础的免疫反应ꎬ例如乙烯合成ꎬ活性氧的产生ꎬ抗
菌化合物的释放(Tsuda & Katagiriꎬ2010)和在某些
条件下细胞程序性死亡(Thomma et alꎬ2011)ꎮ 植物
感染微生物的 MAMPs 已在细菌ꎬ真菌和卵菌中
描述ꎮ
Nep1 ̄like 蛋白家族诱导坏死的作用机制了解
的很少ꎬNLP 一般在双子叶植物上基于晶体结构分
析和突变诱导免疫反应和细胞死亡ꎬ在过去它有被
提及是 NLP 可作为溶细胞毒素诱导细胞质膜渗漏ꎬ
因此引起细胞毒性作用(Ottmann et alꎬ2009ꎻ San ̄
thanam et alꎬ2012)ꎮ 单子叶植物的囊膜不是通透
的ꎬ表明 NLP 的细胞毒性作用需要一个特定的双子
叶植物的目的蛋白或膜结构ꎮ 细胞毒活性表明这个
蛋白能在植物的薄膜上形成一个孔ꎬ但是形成一个
孔的证据还没有ꎬ以至于 NLP 的作用机制还是个未
知数ꎮ
3  RXLR蛋白家族
RXLR蛋白家族的结构域对植物卵菌蛋白激发
子具有种族特异性ꎬ随着对植物病原菌无毒基因的
深入研究ꎬ其编码蛋白可被携带相应抗病基因的植
物识别ꎬ表现无毒功能ꎻ而不能被携带相应抗病基因
的植物识别ꎬ表现毒性功能ꎻ基于此ꎬ无毒基因也被
称为效应基因(顾彪等ꎬ2012)ꎮ 自从 2004 年首个
卵菌的效应基因 Avr1b 报道以来ꎬ已有十几个卵菌
效应基因被克隆出来ꎬ全部归类于 RXLR 效应基因
家族ꎮ 大豆疫霉菌中有 PsAvr1b、PsAvr1k、PsAvr4、
PsAvr6、PsAvr1a、PsAvr3a、PsAvr3c、PsAvr3bꎻ致病疫霉
菌中有 PiAvr3a、PiAvr4、PiAvr2、PiAvrblb1、PiAvrblb2、
Avrvnt1ꎻ拟南芥霜霉菌中有 ATR1、 ATR13、 ATR5、
ATR39(韩长志等ꎬ2014)ꎮ 在过去的十年里ꎬ很多
RXLR效应蛋白被鉴定出来(Bozkurt et alꎬ2012)ꎮ
霜霉病菌产生的两种效应蛋白 ATR1 和 ATR13ꎬ
ATR1和 ATR13都有一个 N 端信号肽和高度保守
的 RXLR 氨基酸基序ꎬ这个序列编码一个精氨酸
(R)ꎬ一个随机氨基酸基序(X)ꎬ一个亮氨酸(L)和
一个精氨酸(R)ꎮ 不同的卵菌均可产生该效应蛋
白ꎬ表明该序列起着非常重要的功能ꎮ RXLR 有时
伴随不保守的 dEER基序ꎬdEER基序包含两个谷氨
酸残基和一个精氨酸残基ꎬ在它之前还有一个天冬
氨酸残基(Rehmany et alꎬ2005)ꎮ 除了在卵菌中存
在外ꎬRXLR ̄like 基序已经在疟原虫 ( Plasmodium
species)中发现ꎬ在疟原虫中这种基序被叫做 HT /
5144期                      汪和贵等: 生物源蛋白激发子的研究进展
PEXEL基序ꎬ并已证明 HT / PEXEL在把蛋白质运输
进宿主血细胞中是必不可少的(Hiler et alꎬ2004ꎻ
Marti et alꎬ2004)ꎮ 一些无毒和有毒功能的假定
RXLR效应蛋白的筛选工作已经开启ꎮ 对 169 个大
豆疫霉菌(Phytophthora sojae)的假定 RXLR 效应蛋
白进行筛选发现大多数能够抑制细胞程序性死亡
(Wang et alꎬ2011)ꎮ 顾彪等(2012)对大豆疫霉菌
RXLR效应蛋白功能分析ꎬ利用 Microarray技术对大
豆疫霉侵染过程中 Avh 基因表达模式进行分析ꎬ发
现了许多在疫霉侵染早期特异表达的 Avh 基因ꎮ
Cabral et al(2011)描述了活体营养型卵菌(Hyalo ̄
peronospora arabidopsidis)的 Waco9 接种拟南芥产生
的 18 个 RXLR 包涵体蛋白ꎬ这些假定效应蛋白经
ESTs鉴定得出是由感染了活体营养型卵菌(Hyalo ̄
peronospora arabidopsidis)菌株 Waco9 的高感拟南芥
突变型 Wseds1 ̄1 获得ꎬ表明了 RXLRs 的其中之一
RXLR29在拟南芥上能够抑制 MTIꎬ增强丁香假单
胞菌(Pseudomonas syringae)的易感性ꎮ 为了证实其
他 RXLR基因的潜在功能ꎬPel et al(2014)开始对 18
个 RXLR基因中的 13个进行密集筛选ꎬ并评估它们
对寄主免疫的作用ꎮ 转基因的拟南芥表达活体营养
型卵菌(H. arabidopsidis)的 RXLR 基因能够产生和
筛选增强其他病原物的易感性ꎮ 此外ꎬRXLR 表达
水平检查改变 MTI 反应ꎮ 而且他们还用了 EDV 系
统开发细菌Ⅲ型分泌系统分泌蛋白进入寄主细胞ꎬ
释放 RXLR蛋白进入拟南芥叶细胞去证实选中的
RXLR基因在抑制 MTI活性(Pel et alꎬ2014)ꎮ
Kale et al提出 RXLR 结构域结合磷脂酰肌醇 ̄
3 ̄磷酸(PIP)和内吞作用ꎮ 然而 Yaeno et al(2011)
研究了 AVR3a效应蛋白结合域的一个带正电荷的
补丁而不是 RXLR结合域ꎬ参与了 PIP 结合(Kale et
alꎬ2010ꎻtassen et alꎬ2011ꎻBozkurt et alꎬ2012)ꎮ 因
此ꎬRXLR确切的作用在蛋白质运输方面还不清楚ꎮ
Yu et al(2012)研究发现ꎬRXLR 蛋白家族的作
用机制是 RXLR可以与植物细胞膜上的 PI3P 结合ꎬ
协助效应分子进入寄主细胞内ꎮ 并发现有一些效应
分子能够在植物细胞内发挥毒性功能ꎬ抑制植物的
免疫反应ꎬ帮助病原菌的侵染ꎮ
4  Elicitins
Elicitins是一类由卵菌纲的疫霉属和腐霉属所
分泌的分子量约为 10 kD 的蛋白激发子(Pernollet
et alꎬ1993)ꎬ低浓度的 Elicitin 能够有效地诱导茄
科、十字花科等多种植物产生过敏性反应ꎬ并使植物
获得系统抗病性ꎮ Elicitin分为酸性 α ̄elicitins(等电
点 pI为 3 ~ 5)和碱性 β ̄elicitins(等电点 pI 为 8 ~
10)两大类ꎬβ ̄elicitins诱导烟草叶片产生 HR(过敏
反应)的活性比 α ̄elicitins诱导烟草叶片产生 HR的
活性要强(Kamoun et alꎬ1993ꎻPernollet et alꎬ1993ꎻ
Kamounꎬ2001 )ꎮ β ̄cinnamomin 是一个由疫霉菌
(Phytophthora cinnamomi)分泌的 98 个氨基酸ꎬ10
kD的低分子量蛋白ꎬ有三个保守的二硫键ꎮ Hof ̄
zumahaus & Schallmey(2013)首次报道了 Elicitin β ̄
cinnamomin 在 大 肠 杆 菌 中 可 溶 性 表 达ꎬ β ̄
cinnamomin的产量得到显著提高ꎮ 然后通过利用 C
端 His ̄tagꎬβ ̄cinnamomin 纯化过程明显简化ꎬ仅用
了一步亲和层析就可以使产生的蛋白质得到高纯度
(>90%)ꎮ 这个方案可以进一步成功的应用在其他
elicitin的可溶性表达上ꎮ Liu et al(2015)研究发现
辣椒疫霉 elicitin家族成员 PcINF1 可通过与辣椒细
胞膜上的含 C2域的 SRC2 ̄1激活辣椒的过敏反应ꎬ
SRC2 ̄1的沉默可以阻断 PcINF1对辣椒过敏反应的
激活效应ꎬC2域在 PcINF1 / SRC2 ̄1结合及其激活过
敏反应中起重要作用ꎬ且发现 PcINF1 / SRC2 ̄1 复合
体由细胞质到细胞核的移动是其激活过敏反应所必
不可少的ꎮ 该研究首次发现含 C2 域的 Ca2+结合蛋
白可充当 Elicitin受体或受体复合体成员ꎬ在植物识
别和结合 Elicitin产生过敏反应中起重要作用ꎬ建立
了 Elicitin激活过敏反应与 Ca2+信号的分子联系ꎮ
Sasabe et al(2000)研究发现 Elicitins 的信号传
导及作用机制ꎬ首先是 Elicitins 借助其 N 端的信号
肽分泌到病原菌细胞外ꎻ然后在信号肽酶的作用下
切除信号肽ꎬ激发细胞膜上的由糖蛋白和钙离子通
道组成的受体ꎬ将信号传导到胞内ꎬ诱发磷酸化 ̄去
磷酸化级联反应ꎬ导致细胞膜去极化ꎬ氯离子和钾离
子外流ꎬ钙离子内流ꎬ引起活性氧激发ꎬ并使细胞壁
组分改变ꎻ最终引起植物叶片坏死和激活植物的系
统获得抗性ꎮ
5  其他激发子
蛋白激发子 SsCut来源于核盘菌(Sclerotinia sc ̄
lertiorum)ꎬ Zhang et al ( 2014 ) 从 核 盘 菌 ( S.
sclertiorum)中分离出分子量为 20.4 kD的蛋白ꎬ可在
烟草上引起过敏反应ꎬ重组的 SsCut 可导致拟南芥、
614 广  西  植  物                                  36卷
油菜、水稻、玉米、小麦细胞死亡ꎬ这些实验表明单子
叶植物和双子叶植物对这种激发子都敏感ꎮ 此外ꎬ
还能诱导烟草中的过氧化氢酶、苯丙氨酸酶、多酚氧
化酶增加ꎬ这些研究进一步说明了激发子 SsCut 在
植物上可引起植物防卫反应ꎬ将来在阐明引起防卫
反应与下游信号通路之间的联系能够起到帮助ꎮ
Zhang et al(2014)对先前鉴定的一个来源于葡
萄孢菌(B. cinerea)的新蛋白激发子 PebC1 进行了
进一步的研究ꎬ发现 PebC1 是一个新激发子能引起
植物防卫反应ꎬ对真菌病原物产生抗性ꎮ 接种
PebC1的植物能诱导抗性至少存留 21 dꎬ这表明 Pe ̄
bC1是一个非常好的植物防卫激活剂ꎮ 经 PebC1处
理后的植物通过激活防卫反应ꎬ包括胞外的 pHꎬ活
性氧和 NO 的产生ꎬ进而抑制病菌扩展ꎮ 此外ꎬ
PebC1还可增强防御相关基因的表达ꎮ 随后又在葡
萄孢菌中分离了一个新的糖蛋白激发子 BcGs1
(Zhang et alꎬ2015)ꎮ
PeBL1ꎬ一个新的蛋白激发子ꎬ来自侧孢短芽孢
杆菌菌株 A60ꎬ在本氏烟上能产生典型的过敏反应
和系统性抗性ꎮ 在植物上接种能够产生大量的活性
氧ꎬ细胞壁碱化ꎬ酚类物质层积和很多相关防御基因
的表达ꎬqRT ̄PCR 分析表明通过 PeBL1ꎬ防御相关
基因 PR ̄1ꎬPR ̄5ꎬPDF1.2ꎬNPR 和 PAL 都不同程度
的上调(Wang et alꎬ2015)ꎮ
随着病原菌与植物互作的不断深入ꎬ在植物抗
病方面ꎬ激发子广泛存在于植物中ꎬ能够对植物病害
起到抵抗作用ꎬ有待我们进一步开发利用ꎮ
6  展望
生物源激发子来源于微生物、寄主植物或寄
主—病原物互作产生ꎬ与寄主植物作用后ꎬ通过一系
列信号传导诱导寄主植物产生乙烯、植保素、水杨
酸、茉莉酸、病程相关蛋白ꎬ导致植物中多种防卫反
应的发生ꎬ从而可以控制病害的发展和传播ꎬ在植物
生产上能够起到减少病虫害达到增产的目的ꎮ 近十
年来ꎬ随着分子生物学及其他学科的发展ꎬ人们已从
信号识别、信号转导和防卫基因表达调控 3 个关键
环节上对诱导抗性机理获得深入的认识ꎮ 生物激发
子遵循植物—病原物互作的特定分子机制而诱导抗
病性ꎬ它们参与上述 3 个关键环节的机理已从分子
生物学上得到较好的阐释ꎮ 我国微生物资源丰富ꎬ
一种微生物中可能含有一到多个激发子ꎬ并且一种
激发子可让多个寄主植物产生防卫反应ꎮ 这为我们
在筛选激发子方面提供了一个很大的资源库ꎬ通过
科研工作者们的努力在不久的将来激发子将会作为
生物农药ꎬ发挥着巨大的潜力ꎮ
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