【摘 要】
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β-甘露聚糖酶是一类能够水解含β-l,4-D-甘露糖苷键的甘露多糖的半纤维素酶,它的水解产物,即2-10个单糖分子构成的低聚糖,能激活植物的防御系统诱导其产生抗病性。本研究通
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β-甘露聚糖酶是一类能够水解含β-l,4-D-甘露糖苷键的甘露多糖的半纤维素酶,它的水解产物,即2-10个单糖分子构成的低聚糖,能激活植物的防御系统诱导其产生抗病性。本研究通过酶活力测定发现,地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)W10是一株产β-甘露聚糖酶较高的生防细菌。通过PCR技术从W10菌株基因组中扩增出β-甘露聚糖酶基因保守区序列约750bp,该片段与已报道枯草芽孢杆菌(B. subtilis)A33的β-甘露聚糖酶相似性达99%。根据A33开放阅读框再设计引物进行扩增,获得β-甘露聚糖酶全长基因1017bp片段。该基因编码的β-甘露聚糖酶有338个氨基酸,分子量预测为39.5kD,属糖苷水解酶家族26。以pET-22b(+)为载体、pelB为信号肽、IPTG为诱导物,将β-甘露聚糖酶基因转入Escherichia coli BL21(DE3)进行表达,并优化酶外泌条件。研究表明,在SOC培养基中,菌体37℃培养至浓度OD600达0.75时,加入终浓度为0.25mM IPTG,并置28℃8h后,测得培养基上清中酶活力可达19.73 U/ml。将原核表达的粗酶液经金属镍柱层析得到电泳纯β-甘露聚糖酶。纯酶性质研究表明,以角豆胶为底物时,该酶在40-60℃、pH6.0-7.5时活力稳定,而在55℃、pH7.0时活力最高。供试的大部分金属离子对酶活力影响较小,但Ag+、Mn7+对酶活有一定的抑制作用;EDTA和SDS强烈抑制酶的活力,但DTT对酶活有明显的促进作用。将β-甘露聚糖酶水解产物喷施植物后接种灰霉病菌( Botrytis cinerea),结果表明,经诱导处理的番茄叶片上病斑明显较少且小,防效分别达34.6%和31.4%。由此可见,β-甘露聚糖酶水解产物能诱导植株产生抗病性,减轻灰霉病的发生。
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