植物發(fā)病有關(guān)的酶類(lèi)

1、酚類(lèi)代謝相關(guān)酶在植物抗病中的作用姓名：劉立娟 學(xué)號(hào)： 21014107 學(xué)院：環(huán)資學(xué)院 專(zhuān)業(yè)：植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)摘要：病原生物侵染植物體后，寄主植物體內(nèi)的次生代謝發(fā)生變化，酚類(lèi)化合 物作為重要的次生代謝物質(zhì)，與植物的抗病性有密切的關(guān)系。而酚類(lèi)代謝相關(guān) 酶(苯丙氨酸解氨酶 PAL、多酚氧化酶PPO、過(guò)氧化物酶POD)在酚類(lèi)化合 物的合成和氧化過(guò)程中起著重要的作用。通過(guò)閱讀文獻(xiàn)，分析了酚類(lèi)代謝相關(guān) 酶在植物抗病中的作用，總結(jié)如下。關(guān)鍵詞：病原生物 苯丙氨酸解氨酶 多酚氧化酶 過(guò)氧化物酶Abstract:The secondary metabolism changes when pathogenic org

2、anism infect post-plant.Phenolic compounds are the important secondary metabolic substances,which have closed relationship with disease resistance of plant.Meanwhile the enzymes related with phenolic metabolism(Phenylalanine ammonia-lyase, peroxidase, polyphenol oxidase) play important roles in synt

3、hesis and oxidation of phenolic metabolism.There are conclusions as follow by reading books about the function of phenolic substances in the process of disease resistance.Key works:pathogenic organism, Phenylalanine ammonia-lyase, peroxidase, polyphenol oxidase植物在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中， 常常受到各種潛在的病原生物侵染或逆境的 影響（如鹽

4、堿、高溫、重金屬離子和干旱等等環(huán)境中的物理和化學(xué)因子） 。在 植物和病原生物相互作用的過(guò)程中，寄主植物體內(nèi)代謝常常會(huì)發(fā)生變化，其中 酚類(lèi)化合物次生代謝變化是寄主植物代謝變化中顯著的， 而酚類(lèi)化合物的合成 和氧化與苯丙氨酸解氨酶 PAL、多酚氧化酶PPO過(guò)氧化物酶POD這三種酶 有著密切的關(guān)系。進(jìn)而大量研究從此入手，對(duì)苯丙氨酸解氨酶PAL、多酚氧化酶PPO過(guò)氧化物酶POD進(jìn)行分析，從而得出植物抗病過(guò)程中各種酶的變化 及抗病中的作用，從而提高植物的抗病功能。、酚類(lèi)化合物的合成及在抗病中的作用酚類(lèi)化合物是氧化磷酸化的解偶聯(lián)劑，由碳水化合物代謝衍生而來(lái)，稱(chēng)為 次生植物物質(zhì)（secondary plan

5、t substanee）是木質(zhì)素的合成前體。一）酚類(lèi)化合物的合成途徑L-苯丙氨酸反式肉桂酸對(duì)香豆酸咖啡酸阿魏酸芥子酸，為木質(zhì)素合成提供前體。酚類(lèi)化合物也可經(jīng)乙酸合成途徑合成。二）酚類(lèi)化合物在抗病中的作用酚類(lèi)化合物是植物體內(nèi)重要的次生代謝產(chǎn)物） 包括單酚類(lèi)、 香豆素類(lèi)、類(lèi) 黃酮類(lèi)及復(fù)雜的酚類(lèi)衍生物如單寧。酚類(lèi)化合物在病菌侵染植物后）迅速的合 成與積累）與植物的抗病性有密切的關(guān)系）因?yàn)樵诜茄趸癄顟B(tài)下）酚類(lèi)物質(zhì)能 夠抑制真菌孢子的萌發(fā)、菌絲生長(zhǎng)和孢子的產(chǎn)生）此外還能夠鈍化真菌分泌的 一些酶。、酚類(lèi)代謝相關(guān)酶在抗病中的作用酚類(lèi)化合物對(duì)植物的抗病性有重要的作用） 與之相關(guān)的酚類(lèi)合成酶苯丙 氨酸解氨酶（P

6、he nylala nine ammo nia-lyase,PAL）和酚類(lèi)氧化酶-過(guò)氧化物酶 （peroxidase,POD和多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO在酚類(lèi)化合物的合成和 氧化過(guò)程中則起著重要的作用）對(duì)植物體的生長(zhǎng)、抗病害和抗脅迫等也起重要 的調(diào)控功能。大量研究分析了，抗病植物與感病植物在培養(yǎng)過(guò)程中PAL、POD、PPO在寄主植物中的活性變化） 雖然培養(yǎng)的植物不同） 但三種酶的活性變化規(guī)律相似） 在病原生物侵染寄主植物過(guò)程中，抗病植物較感病植物的PAL、POD、PPO活性高，且在一定階段內(nèi)，抗病寄主植物體內(nèi)PAL、POD、PPO三種酶活性都有至少一個(gè)波峰。在研究

7、PAL、POD、PPO三種酶的功能中，通過(guò)測(cè)定植物體內(nèi) 物質(zhì)的變化來(lái)總結(jié)了三種酶在植物抗病中的作用。一）苯丙氨酸解氨酶 PAL 的作用苯丙氨酸解氨酶 PAL 是聯(lián)系初級(jí)代謝和次級(jí)代謝的關(guān)鍵酶， 它能將芳香化 合物中的碳轉(zhuǎn)向苯丙烷代謝物的合成， 是苯丙烷類(lèi)代謝途徑紅的關(guān)鍵酶和限速 酶。PAL能催化L-苯丙氨酸經(jīng)由非氧化脫氨反應(yīng)，生成反式-肉桂酸和氨，是 苯丙烷代謝的首步反應(yīng)。由此進(jìn)人苯丙烷代謝途徑，可生成香豆酸、阿魏酸、 芥子酸等中間產(chǎn)物，這些化合物進(jìn)一步可轉(zhuǎn)化為香豆素、綠原酸，也可形成苯 丙烷酸 CoA 脂，再進(jìn)一步代謝轉(zhuǎn)化為一系列苯丙素類(lèi)化合物，如黃酮體、木 質(zhì)素和生物堿等。 PAL 間接地

8、和多種酚類(lèi)物質(zhì)的合成有關(guān)，包括合成細(xì)胞壁聚 合物。 由于該途徑中的中間代謝產(chǎn)物如分類(lèi)物質(zhì)以及終產(chǎn)物如木質(zhì)素等于植物 防御病原菌侵染有關(guān)。二）過(guò)氧化物酶 POD 的作用POD 廣泛存在于細(xì)菌、 真菌、植物和動(dòng)物體中。 它們共同的特點(diǎn)是可以以 H2O2或氫過(guò)氧化物類(lèi)似物作為氧化劑生成水。植物POD具有多種生理功能，如從葉綠體和細(xì)胞質(zhì)中去除H2O2、氧化有毒化合物、合成細(xì)胞壁、對(duì)各種脅迫的應(yīng)急、吲哚 -3-乙酸的調(diào)控、乙烯的生物合成等。參與了植物酚類(lèi)的聚合和氧 化以及木質(zhì)素和植保素的合成。從而對(duì)植物抗病性起到一定作用。（三）多酚氧化酶PPO的作用研究結(jié)果表明：植物感病后，PPO活性提高，與植物抗性的

9、獲得呈現(xiàn)明顯 的相關(guān)性。PPO可以催化木質(zhì)素及其他酚類(lèi)氧化物的形成，構(gòu)成保護(hù)性屏蔽而 抵抗病菌的入侵。PPO催化形成的o-醌具有毒性，課直接起到抗病作用，抑制 細(xì)菌繁殖，并且醌通過(guò)修飾親核氨基酸降低植物蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，形成營(yíng)養(yǎng)基 質(zhì)，直接地質(zhì)昆蟲(chóng)和病原體。O-醌次生反應(yīng)產(chǎn)生黑色素季節(jié)組織感染的擴(kuò)散。 有研究表明，番茄的具腺毛狀體中含有大量的 PPO,其氧化毛狀體的分泌出的 物質(zhì)變硬能捕獲小昆蟲(chóng)。三、總結(jié) 植物受到病原侵染后，通常在形態(tài)結(jié)構(gòu)與生理代謝等方面發(fā)生一系列變 化。抗病性表現(xiàn)為形成形態(tài)結(jié)構(gòu)屏障，氧化酶活性增強(qiáng)，組織局部壞死，抑制 物質(zhì)產(chǎn)生，這些物質(zhì)包括植保素、木質(zhì)素、抗病蛋白、酚類(lèi)及醌類(lèi)

10、物質(zhì)。植物 抗病反應(yīng)與其體內(nèi)苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）和過(guò)氧化物酶（POD）活性直接相關(guān)。PAL是酚類(lèi)物質(zhì)及木質(zhì)素等抗菌物質(zhì)合成過(guò)程中最關(guān)鍵的酶； POD 及其同工酶在 H2O2 清除、木質(zhì)素及酚類(lèi)物質(zhì)合成等過(guò)程中起重 要作用；PPO主要參與酚類(lèi)氧化，是鈍化病原物的呼吸酶，還是木質(zhì)素前體的 聚合，促進(jìn)細(xì)胞壁木質(zhì)化。因此，植物細(xì)胞內(nèi)的PAL、PPO和POD活性水平可作為植物抗病性的生理指標(biāo)?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1 高必達(dá) 陳捷，生理植物病理學(xué) M ，科學(xué)出版社， 2006年 12月。2 胡瑞波，等小麥多酚氧化酶研究進(jìn)展 J 麥類(lèi)作物學(xué)報(bào)， 2004， 24(1)：81-85.3 齊紹

11、武，等甘藍(lán)型油菜品系一些酶的活性與抗菌核病的關(guān)系 M ，作物學(xué) 報(bào)， 2004年 3月第 30卷第 3 期： 270-2734 Campos R， Nonogaki H， Suslow T， et al Isolation and characterization of a wound inducible phenylalanine ammonia-lyase gene(LsPAL1) from Romaine lettuce leavesJ Physiologia plantarum， 2004,121:429-4385 Chen Yafei， Zhan Yong， Zhao Xiaomin

12、g， et alFunctions of oligochitosan induced protein kinase in tobacco mosaic virus resistance and pathogenesis related proteins in tobacco J, Plant Physiology and Biochemistry 47 (2009) 724731. Cherif M， Arfaoui A and Rhaiem, A. 2007. Phenolic compounds and their role in bio-control and resistance of

13、 chickpea to fungal pathogenic attacsk. Tunisian Journal of Plant Protection 2:7-21 .7 G. Sudha & G.A. Ravishankar，Involvement and interaction of various signaling compounds on the plant metabolic events during defense response, resistance to stress factors,formation of secondary metabolites and their molecular aspecst. Plant Cell， Tissue and Organ Culture 71: 181212，2002.8 Yanrong Zhang， Xiaoyun Zhang， et al . Enzymatic and histopathological changes during resistance of cowpea to Fusarium Oxysporum f.sp. tracheiphilum ， Plant Pathol.28:501-508(2006) 8 A.A.Al-Askar and Y.M. Rashad， Arbu