病原真菌黑色素和毒力之间的关系资料下载.pdf
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黑色素的合成对于许多病原真菌的生长和发育不是必需的,但其可以增强病原真菌在逆境环境中的存活和竞争能力。
一。
按其合成底物和中间产物的不同可将黑色素分成不同的类别,微生物产生的黑色素主要分为胞壁结合黑色素和胞外黑色素。
经研究表明,黑色素与许多以机械力侵人寄主的病原菌致病能力密切相关。
黑色素除在病原真菌侵人寄主过程中起作用外,还可以赋予真菌的菌丝、抱子具有抵抗逆境的能力,如紫外辐射、极限温度、干燥、微生物裂解等】。
在本综述中,我们主要强调黑色素在各种病原真菌侵染宿主过程中对病原菌毒力产生的影响。
黑色素的物理化学特性及其分类黑色素是一类由具有氧化特性的酚多聚物形成的高分子的有色物质,通常是黑色或咖啡色。
具有水溶性,能抵抗高浓度的酸,并且可以被氧化物漂白一。
扫描电镜下观察其结构为无定形小颗粒,。
在细菌、真菌及动植物体内均能产生。
不同生物体内的黑色素种类和化学结构可能不同,因此,难以对黑色素做一个准确的分子定义。
近年来,对生物体内黑色素合成途径的研究表明,黑色素起源于卜谷氨酞胺酞一,一对苯二酚、儿茶酚、多巴以和多聚二经蔡等种不同的中间产物,其中黑色素普遍存在于子囊菌亚门和半知菌亚门的真菌中叽黑色素的生物合成途径根据合成途径的不成,黑色素可分为黑色素和以黑色素。
大多数真菌黑色素是由刃作为前体合成的,就是通常所称的刃呵黑色素。
大多数植物病原菌如葫芦刺盘抱、稻瘟病菌、链格抱等中黑色素的生物合成途径已被确定为途径,。
而二经蔡的生物合成途径称为多聚乙酞途径,最早发现于子囊菌和半知菌中。
刃呵黑色素在植物病原真菌中广泛存在,与病原菌致病能力密切相关。
研究表明,对于某些植物和动物病原真菌来讲,黑色素被认为是重要的毒力因子,黑色素则是以酪氨酸为底物,在酪氨酸酶作用下启动一系列生化反应,最终合成黑色素。
酪氨酸酶是黑色素合成的限速酶,它的具体结构至今还不清楚,只知道作者简介吴斌一,男,江西上高人,硕士研究生,主要从事分子植物病理学研究。
通迅作者彻运第卷增刊吴斌等病原真菌黑色素和毒力之间的关系它的活性中心含有个铜离子,这个铜离子能与周围的氮原子和氧原子形成种不同的状态。
州黑色素和以以黑色素的合成途名观图和图妙对多种植物病原菌中黑色素合成途径的研究表明,黑色素合成途径中包括种不同的酶基因多聚酮体合成酶基因、还原酶基因和、脱水酶基因尸,。
而对黑色素合成过程中的基因调控机制尚未见深人的研究报道。
黑色素增强病原真菌致病性的机制植物病原真菌能够成功侵人寄主细胞,并在寄主体内生长繁殖是其致病的基本条件。
生物间经过长期的协同进化,形成了多样而复杂的互作机制。
总的来说,黑色素的合成可以通过以下几个方面来提高致病性真菌的侵染毒黑色素可以提高病原真菌侵染进入宿主的能力许多病原真菌都可以形成有黑色素的浸染细胞。
这些病原菌均以直接机械侵人为主,细胞壁降解酶对细胞的软化作用为楠川。
在许多植物病原真菌如稻瘟菌、黄瓜炭疽病菌等中,在形成附着抱和菌丝体生长过程中都会产生刃黑色素,除了在附着抱和寄主植物细胞相接触的毛孔处,其他的部分都被黑色素完全黑化。
附着抱孔之所以未被黑化,是因为这样可以允许附着抱释放细胞壁裂解酶和摄取养分。
储存在侵染结构中的黑色素被证明是侵染钉穿透细胞壁所必需的。
穿透寄主植物表皮角质层需要产生超过的巨大膨压,如此巨大的压力,可能是由黑化附着抱中甘油的积累产生的。
黑色素是甘油不可透过的屏障,使甘油得以在附着胞中积累,从而产生巨大的膨压。
在稻瘟菌中,随着附着胞的成熟,大量黑色素沉积在细胞壁内,形成黑色素层。
附着胞必须经过黑色素化才具有侵染能力,黑色素层的作用是作为一层有效的选择透性屏障,有利于细胞内渗透物质的积累和膨压的产生,使附着胞形成一个很大的细胞内膨压。
附着胞产生的膨压可使其产生的侵染栓穿透水稻叶片坚硬的表皮细胞,侵人表皮下叶肉细胞而感染水稻。
附着胞的膨压稍有降低,其产生的侵染栓就不能穿透水稻叶片表面的硅化细胞,不能侵染水稻,失去致病性。
在高粱炭疽病中,由侵染钉施加在寄主细胞上的压力大概是在动物和人类病原微生物中,有关黑色素与侵染和致病性的关系研究报道资料较少。
黑色素可以提高病原真菌的抗逆能力非病原微生物合成黑色素的能力可能与其提高自身环九门口。
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由于黑色素能够吸收较大范围的电磁光谱,对紫外辐射具有抵抗性,从而阻止光诱导对微生物产生的伤害。
许多具有黑色素合成能力的病原真菌都具有保护自身免于受紫外线、普通太阳可见光和伽马射线辐射的能力。
抵抗辐射能力的强弱与合成黑色素的量有关峋。
研究表明,黑化的细胞壁更加完整,因此还可以增强病原真菌抵抗冷、热、干早等恶劣环境的能力。
此外,黑色素还可以结合自然界中一些对细胞存在潜在伤害的重金属元素,使微生物在较严重的污染环境下仍能较好生存。
黑色素还可以起到生理性氧化还原缓冲液的作用。
在黑化的病原菌中、许多都具有抵抗氧化伤害的能力。
这是由于黑色素对金属离子具有很强的亲和力,对自由基也有很强的清除作用,而且具有转移电子的能力。
利用电子自旋共振技术,发现黑色素可以捕获不成对的电子,成为不成对有害电子的接受器。
黑色素多氧化态之间的转变,是通过黑色素中氧化态俐扮的电化学价的改变来实现的,。
黑色素能够通过的作用,催化时讹合价发生的改变,从而可以对外界的氧化性伤害起到一个缓冲的作用。
例如,黑化的新生隐球菌更不容易被次抓酸盐和高锰酸杀死加。
而黑化的隐球菌比未黑化的隐球菌对氧和氮自由基表现出更高的耐受性,黑化细胞的生存率比未黑化的细胞大约高十倍。
黑色素保护是一个数量性状,恢复未黑化的细胞所需的黑色素为一微克毫升悬浮油刀。
黑色素可以提高病原真菌在宿主中的生存能力当病原真菌侵染植物时,植物会启动一系列的免疫防卫反应,比如过敏反应等,并产生一系列的抗性物质,或合成某些毒素蛋白,藉以抵抗病原真菌的侵染,甚至杀死人侵的病原真菌。
而黑色素的合成能够降低病原真菌对这些代谢分泌物质的敏感度。
黑化的新生隐球菌细胞比黑色素缺失的细胞对抗体介导的噬菌作用具有更强的抗性,而且对细胞壁裂解酶表现得更不敏感。
黑化的苹果黑星病菌能够结合机体的胞外水解酶,然后缓慢释放。
目前对于黑色素是如何抵御酶裂解的机理还不是很清楚,可能是因为黑色素结合了酶,或者是由于位阻现象,也许是因为黑色素在细胞壁多糖之间的桥联作即。
黑色素的合成可以抑制黑曲霉中葡聚糖酶和几丁质酶的水解活性,从而进一步证明了黑色素对真菌的保护作用”。
同时,黑色素还可以作为感染时潜在的免疫调节剂。
黑色素的合成还能增强病原真菌对杀菌剂的抗性。
当把黑化细胞和未黑化细胞同时暴露在各种不同的抗菌剂中时,很容易发现黑色化细胞具有更强的抗性。
而黑色素的上述作用,使病原真菌在成功侵染寄主后,可以在侵染细胞中进行稳定繁殖。
讨论黑色素对病原真菌毒力起作用的途径主要是通过提升病原真菌在寄主体内中的生存能力和增强其侵染能力,从而使寄主感病。
截止到目前为止,虽然关于黑色素合成对病原菌毒力的影响已经有了比较深入的研究,但我们对于色素化细胞是如何调整它们黑色素层的过程仍知之不多。
主要是因为关于黑色素的精确的化学结构还不清楚。
但是,基于黑色素对于致病性的重要性,希望能进一步明确黑色素合成过程中各个基因的功能,可为深人研究黑色素与致病性间的关系以及探讨植物病害防治的新途径奠定重要的理论基础。
参考文献李建波,宋欣,曲音波产胞外黑色索菌株的筛选徽生物学通报,一,加日山助,山,讲币“自画,一,找池微生物学通报,汉,卜曹志艳,杨胜勇,盖金皋植物病原真菌黑色素与致病性关系的研究进展闭微生物学通报,一巧,仍,位”切限吐】住甘吐刀仕以红,一到比面巧,】傲,阴如田,一,时,人仆山盯讹伽】面恤几,“,伪胡,叱户甲户刀,以王洪凯,林福呈,王政逸植物病原真菌附着胞的机械穿透闭菌物学报,一【,叨刀勿”肋门认,一,曲加第卷增刊昊斌等病原真菌黑色素和毒力之间的关系口,邝,叨咖献翻姗刀子,一,了,加刀奴比,、,二西到七面“,、滋,幼坦,已侧口口劝耐扔乡肋功“扭田止拍劝,【口,刀加,环盆理山加山【刀加胎,冬,一,仙山亡仍。
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- 病原 真菌 黑色素 毒力 之间 关系