植物类甜蛋白基因家族研究进展
2018-04-08刘潮韩利红王海波高永唐利洲
刘潮 韩利红 王海波 高永 唐利洲
(曲靖师范学院云南高原生物资源保护与利用研究中心 云南省高校云贵高原动植物多样性及生态适应性进化重点实验室,曲靖 655011)
在整个生命周期中,植物经常暴露于不同的生物和非生物胁迫条件下,为了对抗这些环境对植物造成的不良影响,植物进化出非常复杂而多样的防御机制[1-2]。这些防御反应包括,细胞壁加厚、抗毒素合成、病程相关基因表达等[3]。van Loon等[4]发现至少17个病程相关家族蛋白(Pathogenesisrelated protein,PR)能被卵菌、真菌、细菌、线虫、病毒和类病毒侵染,以及昆虫啃咬所诱导表达。植物类甜蛋白(Thaumatin-like protein,TLP)属于第5家族,主要包括类甜蛋白、渗透蛋白(Osmotin)和Zeamatin。植物类甜蛋白因与热带植物西非竹竽(Thaumatococcus danielliBenth)果实中分离到的甜蛋白(thaumatin)氨基酸序列有很高的同源性而得名,两种蛋白的同源性很高,但其功能完全不一样,甜蛋白具有甜味无抗真菌活性,而TLP蛋白无甜味具有抗真菌活性[4]。目前,陆续从多种植物、动物及微生物中发现了TLP蛋白[5-6]。TLP基因能被多种胁迫诱导表达[7-11],体内或体外试验表明TLP蛋白具有抗真菌活性[12],TLP转基因植物对真菌性病害的耐受性和抗性明显增强[13-21]。然而,TLP蛋白抗真菌的分子机制及其具体生物学功能还不是很清楚。因此,对植物TLP家族的研究受到越来越的关注。本文主要从TLP蛋白结构功能及应用方面综述了最新的研究成果,以期为今后的研究提供借鉴。
1 TLP蛋白结构及其进化特征
根据蛋白分子量的大小,TLP蛋白主要分为两种类型:L(Large)型TLP蛋白分子量介于21到26 kD,包含16个保守的半胱氨酸残基;……
