2。2 酶活性的测定
木葡聚糖内水解酶的活性主要是通过衡量比粘度的变化 (木葡聚糖溶液还原能力随时间的变化)来测定的,这种方法首先是从旱金莲属植物中分离纯化得到的特异水解木葡聚糖的XTH 蛋白。目前所有具有水解活性的 XTH 蛋白家族成员都被界定为是第三类XTH。木葡聚糖内转糖苷酶的活性,又称之为“分子移植”是指木葡聚糖片段在木葡聚糖分子间的转移,, 有两种测定方法:一是测定木葡聚糖分子量谱的变化,二是测定供体木葡聚糖转移到放射性同位素标记或者荧光标记的受体木葡聚糖分子的速率。偶联木葡聚糖寡糖混合物可用于观察 XET 活性的荧光探针, 用这种荧光探针, Vissenberg 等建立了一种活体定位 XET 活性的方法。文献综述
2。3 XTHs 的生理作用
在植物生长的过程中, 细胞体积的增大随着细胞壁木葡聚糖的改变而改变。已有研究显示木葡聚糖与纤维素微纤丝之间通过氢键连接,支持木葡聚糖/纤维素微纤丝复合结构的非共价相互作用为细胞壁提供了支撑力并同时维持了细胞的形状。木葡聚糖/纤维素复合结构与一般单独的纤维素的结构而言更富有弹性,据此他们提出了初生壁所需的弹性与强度的平衡是由纤维素/木葡聚糖网络提供的, 说明了木葡聚糖分子的修饰对控制细胞壁机械强度尤其是对细胞壁的弹性与刚性是非常重要的。
为了阐明 XTHs 在细胞体积增长过程中所起的作用,研究人员在 XTH 酶活性和细胞延伸的关系方面已做了大量的研究。许多研究表明: XET 活性和生长速率有关。此外,具有较高的 XET 活性是在靠近根毛起始点, 在各种维管植物中, 在根的伸长区都具有类似的高的 XET 活性, 说明XTH 在根细胞的伸长方面,具有普遍的作用, 具有疏松成熟细胞引发根毛的起始的作用。研究认为 XTH 具有在果实发育中的作用是维持细胞壁的完整性,果实成熟过程中与果实软化相关的是XTH 表达下降及酶活性的降低, 这一过程是由于 XTH基因不同成员之间的调节作用。
3、 拟南芥XTH的作用
拟南芥属于被子植物门,双子叶植物纲。 是属于二年生草本,在我国陕西、西藏、江苏、四川等省区都是有发现的。拟南芥作为模式植物,一直以来都是遗传学研究的好材料,染色体数目少,生长周期短,结种数多, 拟南芥是自花受粉植物,基因高度纯合,用理化因素处理突变率很高,容易获得各种代谢功能的缺陷型。对拟南芥开花相关基因的研究,可以为经济作物的改良奠定良好的基础,可以运用现代分子生物学技术,在一定程度上控制植物的花发育进程,如使观赏用花卉植物保持更长的花期,饲料用植物保持更长的营养生长时期等,为这些问题的解决开辟一条新的途径。
拟南芥XTH基因家族由于在参与组织器官发育,具有细胞表达特异性和器官、组织或受环境等刺激的调控下是由33个成员组成的。不同的XTH成员结构相似但是属性不同,这是经过酶学分析和编码序列分析表明的。有报道表明单一的XTH成员突变能够导致明显的发育改变,所以单一的XTH基因家族成员或成员之间的组合表达,是具有时空特异性的。在细胞壁构建过程中特定成员在特定部位发挥着重要作用。利用RT-PCR和基因芯片数据库对XTH基因家族成员进行分析可以清晰得到XTH基因家族各成员不同的组织器官在生长发育不同时期的表达情况。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com
经研究显示,在整个生长发育过程中并且是在细胞分裂旺盛的阶段,XTH表达活跃与XTH功能相符。XTH4、XTH22、XTH24和XTH27在各个阶段都有较高的表达量而XTH2、XTH21则均比较低。拟南芥XTH基因家族的各主要成员在的分布情况也是不同的。在在各个组织器官中都广泛分布着拟南芥的XTH,并且在根、侧根和根系伸长区内大部分成员都具有较高的表达量。例如,推测XTH2的结构中可能具有花粉特性启动子,这是因为XTH2仅在花粉中具有较高的表达丰度而在其他组织器官中表达丰度均低,推测XTH29的结构中可能具有花粉、雄蕊特性启动子,这是因为XTH29在雄蕊、花粉表达丰度较高,其他组织器官表达丰度较低,并且XTH29在雄蕊、花粉形成过程中挥着十分重要的作用。推测XTH3的结构中可能具有花特异性启动子,这是由于XTH3在花序、雄蕊、茎表达丰度较高而其他组织器官表达丰度则均较低,推测XTH25的结构中可能具有种子特异性启动子是因为XTH25在花柄中表达丰度低而在种子中表达丰度则较高。XTH14在根系、种子、胚根中表达丰度较高,其他组织器官表达丰度则均较低,推测XTH14在幼苗根系生长的过程中具有重要作用。XTH26则是在根系、幼苗中表达丰度较高,其他组织器官表达丰度低,XTH26与XTH14相似但表达高峰时间段更短。XTH21在胚根、根系表达丰度较高,其他组织器官表达丰度均低,推测XTH21的结构中具有根特异性启动子。XTH31在胚轴、侧根、伸长区表达丰度较高,种子、幼叶、叶柄表达丰度较高,其他组织器官表达丰度则相差不大。XTH23在愈伤组织、悬浮细胞、幼苗、胚轴、胚根、幼叶、根系表达丰度较高,其他组织器官表达丰度则为较低。XTH22在子房、柱头、花粉中表达丰度低,其他组织器官表达丰度均较高。XTH16在柱头、花粉、茎叶、老叶中表达丰度较低,其他组织器官表达丰度较高。XTH28和XTH4类似,XTH28在花粉中表达丰度较低而XTH4是在柱头、老叶中,其他组织器官表达丰度较高。XTH32在愈伤组织、柱头、花瓣、萼片、雄蕊、花粉、老叶中表达丰度较低,其他组织器官表达丰度较高。在愈伤组织、花柄、伸长区表达丰度较低而在其他组织器官表达丰度则为较高的是XTH7。XTH27 则和XTH28一样都是在花粉中表达丰度低,其他组织器官表达丰度则均较高。XTH24也是同样仅在花粉中表达丰度低,其他组织器官表达丰度则均较高。