井冈霉素防治水稻纹枯病作用机理研究

井冈霉素防治水稻纹枯病作用机理研究 福建农林大学 硕士学位论文井冈霉素防治水稻纹枯病作用机理研究 姓名:刘海民 申请学位级别:硕士 专业:植物病理 指导教师:鲁国东马忠华 20080401 独创性声明 本人声明，所呈交的学位(毕业)论文，是本人在指导教师的指导下独立完成的研究成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已作了答谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本研究做出贡献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意，如被查有侵犯他人知识产权的行为，由本人承担应有的责任。 …九…一躲印仔瓦瞧 以,?,严 论文使用授权的说明 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位(毕业)论文的，即学校有权送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密，在 年后解密可适用本授权书。 口 不保密，本论文属于不保密。 口 日期:“，, 学位(毕业)论文作者亲笔签名:印国, 指导教师亲笔签名: 日期(呀(易?吖 福建农林大学硕士论文 摘要 水稻纹枯病目前是我国水稻三大病害之首，每年都给水稻生产带来巨大损失。水稻纹枯病的病原菌为立枯丝核菌(,,,,,;,,,,, ,,,,,, ,,,,,)的一个融合群(,,一,一，,)。当前防治水稻纹枯病应用最多的是农用抗生素井冈霉素。井冈霉素是在上世纪,,年代中期研究发现的，具有药效高，无毒副作用，对环境影响小，持效时间长等特点;它是由吸水链霉菌井冈变种产生的一种抗生素。虽然井冈霉素取得了良好的防效，但其作用机理尚不明确。本文主要从井冈霉素诱导水稻抗性和抑制胞壁降解酶等方面进行了研究。取得了如下结果: 首先对,,,,年分离丝核菌株与, ,,,年分离菌株进行了离体敏感性检测，发现,,,,年新分离菌株敏感性整体降低。实验表明敏感性降低与交互抗性无关。在水稻活体上进行的敏感性检测，结果显示,,,,年新分离菌株敏感性较,,,,年分离菌株敏感性有所降低，但没有离体实验时明显，未发现具有显著抗性的菌株。对比分析敏感和不敏感菌株的指纹图谱，发现其对井冈霉素抗性上升可能与遗传分化相关。 通过设置,, , ,,,,，,,, ,, ,,,,，,,, , ,,,,三个浓度，以水和,，,,为对照检测井冈霉素是否具有诱导抗性，三个井冈霉素浓度，,,, ,， ,,,,变化最为明显，,,活性变化比,,,变化更为明显，均在施药第,,后达到高峰。对照,，,,的,,活性变化不明显，而其,,,活性变化明显。井冈霉素应该具有一定的诱导水稻抗性的作用。随后活体实验上表明，井冈霉素的诱导抗性作用抑制丝核菌侵染不明显，可以肯定井冈霉素的诱导水稻抗性作用不是其主要作用机理。 在制备的纤维素酶中分别加入井冈霉素，使井冈霉素终浓度分别为, , ,,,,，,, ，， ,,,,，,,, , ,,,,，以不加井冈霉素为对照，发现各处理纤维素酶酶活变化不明显，说明井冈霉素在离体情况下不能抑制纤维素酶。关键词:井冈霉素，丝核茵，敏感性，指纹图谱，诱导抗性，纤维素酶 福建农林大学硕士论文 ,,,,,,;, ,,;, ,,,,,, ,,,,,, ,, ,,, ,,,,, ,,, ,, ,,, ,,,,, ,,,,,,, ,,,,;,,,,,, ,,,,,,,, ,,,,,,,(，, ,,,,,,,, ,,, ,,;, ,,,,,;,,,, ,,,,,,, ,,,, ,,,,(,,, ,,,,,,,, ,, ,,;, ,,,,,,,,,,,, ,, ,,,,,;,,,,, ,,,,,,(,,,,,,,,, ,,,,,,,,;,, , ,, ,,,,,, ,,,, ,, ;,,,,,,,,,,,,, ,,;, ,,,,,, ,,,,,(,,,,,,,,;,,, ,,, ,,,,, ,, , ,,,,(，, ,, ,,,曲,,,,;,,,,，,,,,,,,,,,,, ,,, ,,,,—,,,,;,,,,，,,,, ,,, ,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,;,(，, ,, ,,,,,;, ,,,,,,,,,,,;,, ,,,,,,;,,,;,,(,,,,,,,, ,,,,,,,,;,, , ;,,,,,,, ,,, ,,,,,,, ,,,, ,,,,，,,, ,,, ,;,,,, ,,;,,,,,,, ,, ,,, ,,,,,(,,,,, ,,,,,, ,, ,,,,,, ,,,,, ,,,,,,,,;,, ,,,,,;,,, ,,,,,,,,;, ,,, ,,, ,,,, ,, ,,,,,,,,,, ;,,, ,,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,。,,,,,,,,,,,, ,,, ,, ,,,,,,,: ,,,,,，,,, ,,,,,,,,,,, ,, ,,,,,;,,,,, ,,,,,, ,,,,,,,, ,, ,,,, ,,, ;,,,,,,, ,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,, ;,,,,;,,, ,, , ,,,、析, , ,,,,, ,, ,,,,,,,,,,, ,,;,,,,,,, ,, ,,,,,,,,;,,,,;,,, ,, ,,,,(,,,,,,, ,,,,,,, ,,,,,, ,,,, ,, ,,, ,,,,,,, ,,,,, ,,,,,,,,;,(,,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,,,,, ;,,,,,,,,, ;,,,,;,,, ,, ,,;, ,,,,,, ,,,, ,,,,,, , ,,;,,,,,, ,,,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,, ;,,,,;,,, ,, ,,,,，,,, ,,, ,, ,,,,,,, ,, ,,,, ,, ,, ,,,,, ,,,,(,, ,,, ,,, ,,,, ,,, ,,,,,, ,,,, ,,出,,,,,,,,;, ,,,,,,,,;,, , ,, ,,,, ,,,,,( ,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,, ,,,,,,,, ,,,, ,,, ,,,, ,, ,,,,,,,,;, ,, ;,,,,,,,,, ,, ,,, ,,,,,,; ,,,,,,,,,,,,,,,( ,,;,,,，,, ,,,,,,, ,,, ,,,,;,, ,,,,,,,,;, ,, ,,;,，,,,,, ;,,;,,,,,,,,,,:, ,,,,,,， ,,, ,,,,,,,,，,,,肛‖,,, ,, ,,,,,,,,;,, , ,,,, ;,,,,,,, ,,,, ,,,,, ,,, ,，,, ;,,,,,,,((，, ,,, ,,,,, ,,,, ,,,,,,,,,晰,, , ,, ,酌,,, ,,,,,,,,;,, ,，,,, ,,,,,, ,;,,,,,, ,, ,, ,,, ,,, ;,,,,,, ,,,,,,,，,,,;,,,, ,, ,,, ,,,, ,, ,,, ,,,,, ,,,(,,, ,, ,,,,,, ,;,,,,,, ;,,,,,, ,,,,,, ,, ,，,,，,,, ,,, ,,, ;,,,,,, ,,,,,,,,,(,, ,, ,,,,,,, ,,,,,,,,;,, , ;,,,, ,,,,;, ,,;, ,,,,,,,,;,(,,, ,, ,,, ,,,,,,,,,, ,, ,,(,,， ,,, ,,,;,,,, ,, ,,,,;,, ,,,,,,,,;, ;,,, ,,, ;,,,,,, ,,;, ,,,,,, ,,,,,,，,, ,,, ,,,,;,, ,,,,,,,,; , ,, ,,, ,,,, ,;,,,, ,,;,,,,,, ,, ,,, ,,,,,,,,,;,( ,,,,,，,,,,,,,,,;,, , ,,, ,,,,, ,,,, ;,,,,,,,, ,, ,,, ;,,;,,,,,,,,, ,, , ,,,,,,， , ,,,,,,，, ,,,,,,,, ,,,, ,, ,,,,,,,,;,, , ,, ;,,,,,,(,,,,,,, ,,,,,, ,,,, ,,, ,,,,,, ,;,,,,,, ,,, ,,, ;,,,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,,;,, , ;,, ,,, ,,,,,,, ;,,,,,,,, ,;,,,,锣( ,,, ,,,,,:,,,,,,,,;,, ,，,,,,,;,,,,,, ,,,,,,，,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,，,,,， ,,,,,,,,, , 福建农林大学硕士论文,(文献综述,(,水稻纹枯病及其防治 水稻纹枯病(,,,,,;,,,,,, ,,,,,,于,,,,年在日本首次被佐佐术忠次郎发现，目前已跃居我国水稻三大病害之首， 是世界性分布的病害;在我国随着水稻优质高产品种的推广和高肥密植技术的应用，有的高肥地块感病品种发病率高达,,,,，病情指数达,,(,,,，产量损失,,,以上。纹枯病达到,级(剑叶)时，损失为,,(,,,。在不防治的情况下，实际减产率早、晚稻分别达至,,,,(,,,，,,(,,,(〔,】,(,(,症状及病原 水稻纹枯病是一种土传病害，具有强腐生性和宽寄主范围的特点〔,，,】(主要发生于叶鞘和叶片上，有时也发生于穗部和茎秆上，其发病症状为:,(叶鞘最初发生于近水面的叶鞘上，初呈暗绿色，边缘有不清晰的斑点，以后扩大成椭圆形，边缘呈淡褐色，中央灰绿色，外围呈湿润状，湿度低时边缘暗褐色，中央草灰色至灰白色，病斑多时，常多斑融合在一起形成不形的纹状大斑。叶片病斑与叶鞘上基本相似。,(茎秆初生灰绿色斑块，后绕茎扩展，可使茎秆,,，段组织呈黄褐色坏死(〔,〕 水稻纹枯病的病原茵为立枯丝核菌(,,,,,;,,,, ,,,,,, ,,,,,)的一个融合群(,,一,,,)，丝核菌是土壤习居菌，分布范围广，危害,,,多种植物，根据菌丝融合现象共分,,个融台群(,,,,,,,,,,, ,,,,,，,,)。其有性阶段属担子菌亚门，胶膜菌目，称瓜亡革菌〔,，,】(主要以菌核在田间或杂草上越冬，越冬菌核是来年初侵染的来源。,(,(,防治方法 对于水稻纹枯病的防治主要包括:农业防治，抗病育种，生物防治及化学防治(农业防治主要是合理密植，提高田间通风、透光条件:科学肥水管理，浅水勤灌，适时烤田，控制群体;多施有机肥，增施磷、钾肥，增强植株抗病能力〔,〕(栽培抗病品种是最经济有效的防病措施，但由于当前水稻品种缺乏抗此病基因，所以抗病育种进展不大〔,〕(生物防治是今后发展的重要方向，现在已经筛选出一些拮抗丝核菌的真菌和细菌〔,，,,，,,，,,〕(当前应用最广泛最有效的还是化学防治，防治水稻纹枯病的药剂很多，主要有甲基托布津，三唑酮，百菌清，当家农药还属应用最广泛的应是井冈霉素。,(,(农用抗生素的研究和应用概况 本世纪,,年代末，弗莱明发现了青霉素， 开创了利用微生物次生代谢产物 的新纪元。自从链霉菌中发现链霉素以来，放线菌成为抗生素的主要来源〔,,〕。 福建农林大学硕士论文农用抗生素指微生物产生的，可用于防治农业有害生物的微生物次级代谢产物。农用抗生素的研究始于,,世纪,,年代，是随着医用抗生素的研究应用发展起来的。 早期筛选到的农用抗生素为放线酮 (,;,,,,,,,)、抗霉素,(,;,,,,;,, ,)以及一些多烯类抗生素〔,,】。 ,,,,年，日本,;,,,,等人研制成功杀稻瘟菌素(,，取代有机汞制剂应用于水稻稻瘟病的防治，是世界上第一个大吨位生产的农用抗生素。,(,(,农用抗生素的特点 农用抗生素是一类由生物合成的化学物质，它与化学合成农药一样是具有特定化学结构的化合物，因此本质上也是化学药物，具有一般化学农药的通性和优缺点〔,,〕。农用抗生素总体来说具有以下特点〔,,，,,〕:(,)化学结构较繁杂， 比一般化学农药的有效成份更为繁杂。(,)活性高，选择性强，使用剂量低。(,)与环境相容性好。农用抗生素是生物合成的天然物质，在自然界容易降解。(,)毒性差别很大。 大多农用抗生素对高等动物和非靶标生物的毒性很低，也有一些是中毒和高毒的。(,)生产原料多为可再生性资源(所用原料多为农副产品如淀粉、葡萄糖等可再生性资源。(,)生产设备通用性强。,(,(,农用抗生素的分类 根据防治病害种类的不同，可将抗生素分为防治真菌病害，防治细菌病害，防治病毒病害，防治害虫及除草等几类抗生素。(,)防治真菌性病害的抗生素。 早期发现的灭瘟素和春日霉素在防治稻瘟病上取得了良好的效果(有效霉素(,,,,,,,,;,,)是日本岩左等人从兵库县明石市的土壤中分离到吸水链霉菌柠檬变种(,,,,,,,,,;,, ,,,,,,;,,,;,, ,,,(,,,,,,,,)所产生的一种抗生素，用于防治水稻纹枯病效果很好，是目前世界上使用面积最大的一种农用抗生素(我国研制成功的井冈霉素与有效霉素活性成分相同，在我国广泛用于防治水稻纹枯病(由美国研制成功的新农抗,(,能很好的防治小麦秆锈病。(,)防治细菌性病害的抗生素。 链霉素是第一个用于防治植物病害的抗生素，对烟草野火病和水稻白叶枯都有一定作用。氯霉素是抗细菌抗生素，可由多种链霉菌产生，可用于防治水稻 白叶枯(一些新的抗生素也引起重视。(,)防治害虫的抗生素。 阿维菌素是由日本北里研究所与美国默克公司联合开发的，由阿维链霉菌 , 福建农林大学硕士论文(,(,,,,,,,,,,,)产生的,组广谱、高效、低毒的大环内酯类抗生素，是迄今为止发现的最有效的杀虫抗生素。我国开发的杀虫抗生素有浏阳霉素、华光霉素等。浏阳霉素是大四环内酯类杀螨抗生素，它对红蜘蛛有较强的生物活性。,,世纪,,年代初发现的杀蚜素是我国报道的第一个农用杀虫素，除对蚜虫有显著防效外，还对红蜘蛛、壁虱、菜粉蝶、粘虫等有较好的防效,,,,。 除此之外，还有一些抗生素用于防治植物病毒病害和作为除草剂使用，都取得了一定的防效(农用抗生素在防治农业病害中发挥了重要作用，明确这些抗生素的作用机理对提高防效，开发新生物农药都有重要意义。,(,(井冈霉素 井冈霉素是我国自主开发并大规模生产应用的一种农用抗生素;是由著名生物农药专家沈寅初院士在上兰停罚澳甏衅谘芯糠?值模哂幸?Ц撸薅靖弊饔茫曰肪秤跋煨 荆保埂浚中奔涑さ忍氐恪,怯晌疵咕员渲植囊恢挚股兀浣峁刮銎咸遣谢槌傻?a name=baidusnap0>氨基葡糖苷类寡糖，与日本的有效霉素(,,,,,,,,;,,)类似〔,,，,,〕(有效酶素,是由一分子葡萄糖和一分子,,,,,,,,,,,,,, ,通过,,(糖苷键连接到一起构成。 ,,,,,,,,;,,, 幽 图, ,,,,,,,,;,,,和,从 福建农林大学硕士论文 ,绷,,,,,,’,,,,,, ,,(,删,, ,,,,,,,,,(((,, , (韬? 图,有效酶素,水解为?认和葡萄糖的反应过程 井冈霉素仅我国年使用 面积就约达,亿亩，每年都能减少大量农业经济损失。同时，它还是生产临床用来治疗糖尿病的良药…弗格列波糖和阿卡泊糖的前体物，具有很高的经济附加值。多年来， 井冈霉素作为我国产业化最为成功的少数高效生物农药之一，年产量己达,(,万吨，居世界首位， 产值超,亿元，并大量出口。 ,,,,年，白林泉等在井冈霉素的合成机理方面取得重大突破，成功的克隆了这个具有重要农业应用和经济价值的抗生素农药的生物基因合成簇，从,,个基因中定位了合成井冈霉素所需的,个基因，在异源宿主中实现了井冈霉素及其前体有效氧胺的工程化组装和表达，提出了井冈霉素生物合成机理的新模型，也为水稻抗真菌育种提供了全新的侯选基因。此项研究成果将为井冈霉素的生产成本降低，产量和活性水平提高，工业产生菌的遗传育种，新的井冈霉素衍生药物的产生发挥重要作用〔,,】。 井冈霉素自其上世纪七十年代诞生以来，就一直应用于水稻纹枯病的防治并取得了良好的防效，但对于其作用机制仍不明确。,(,(关于井冈霉素诱导水稻抗性的研究,(,(,关于诱导抗性的研究 植物诱导抗病性的研究已有上百年的历史〔,,，,,〕。植物诱导抗性是利用诱导因子激活植物自身的天然免疫系统，增强植物对侵害和逆境的防御能力。诱导因子也叫植物激活剂(,,,,, ,;,,,,,,,)或抗性诱导剂(,,,,,,,,;, ,,,,;,,)，包括生物和非生物因子〔,,】。目前，人们普遍研究和利用的植物诱导抗性有两种类型或途径，即系统获得抗性(,,,,,,,; ,;？,,,,, ,,,,,,,,;,，,,,)〔,,〕和诱导系统抗性(,,,,;,, ,,,,,,,; ,,,,,,,,;,，，,,)〔,,，,,〕。,(,(,(,诱导因子 许多生物和非生物因子都能够诱导作物的抗性。生物因子包括植物病原物、植物本身、病原物的菲亲和小种(株系)、弱致病或无毒和突变株系、促进植物生长的根际细菌或真菌生物，以及活性物质如壳寡糖等〔,,(,,】。 , 福建农林大学硕士论文 非生物因子包括化学诱导剂、物理及机械损伤刺激等。化学诱导剂主要是指一些非杀菌剂化学物质，如水杨酸(,,,,;,,,; ,;,,，,,)及其衍生物,，,(二氯异烟酸(,，,(,,;,,,,,,,,,;,,,,,,; ,;,,，，,,)、茉莉酸,,,,,,,,; ,;,,，,,)和茉莉酸甲酯(,,,,,,, ,,,,,,,,，,,,,)、,一氨基丁酸(,,—,(,,,,,,,,,,,, ,;,,，,灿,,)等;植物激素类女，:,,，,(,、,,,、，,,、乙烯等;一些人工合成的化合物如苯并噻二唑类(,,,,,〔,，,，,〕,,,,,,,,,,,(,(;,,,,,,,,,; ,;,, ,,,,,,,,,,,,,，,,,)、烯丙异噻唑(噻菌灵，,,,,,,,,,,,，,,,)、十二烯酯盐酸、,，,(二氯(,，,(二甲基环丙羧酯等〔,,(,,,。物理因子包括机械或干冰损伤、电磁处理,紫外线照射、,(射线处理和金属离子、高温及低温处理等〔,,，,,】。,(,(,(,诱导抗病性标志物 (,)诱导抗病性相关酶主要包括过氧化物酶(,,,)，过氧化氢酶(,,,)，超氧化物歧化酶(,,,)，苯丙氨酸解氨酶(,:,,)，多酚氧化酶(,,,)，内切几丁质酶(,,,,;,,,,,,,,)，,(,，,(葡聚糖酶(,(,，,,,,,;,,,,,)等，这些酶在发生诱导抗性时酶的活性通常显示增强〔,,，,,】。(,)标志系统获得性抗的,,基因在诱导抗性发生时会被激活表达。 ,(,(,井冈酶素诱导水稻产生抗病性 由于井冈酶素对纹枯病的防效一直较好， 且先前进行的丝核菌对井冈霉素的敏感性检测中未见抗性上升〔,,，,,】;由于井冈霉素在植株上的抑茵效果明显高于 离体条件下的抑菌效果(这显示井冈霉素的作用机制很可能与诱导水稻植株的抗 病性有关。 张穗等测定井冈霉素对水稻体内的过氧化物酶(,,,)，苯丙氨酸解氨酶 (,,,)，内切几丁质酶，,,一,，,(葡聚糖酶等活性影响发现，施药后这些酶在水 稻植株体内的活性都显著提高〔,,，,,】。过氧化物酶(,,,)在植物体内将酚类物 质氧化成醌类物质，而醌类物质对病原菌具有很高的毒性;,,,同时也参与木 质素的合成，而木质素的形成可以阻止病原菌的入侵和扩展〔,,,。 苯丙氨酸解 氨酶(,,,)是植物体内苯丙烷类代谢途径的关键酶和限速酶，对酚类物质和木质 素的合成和积累起着关键性的作用。这些酶都与植株体内的防卫反应有关，这些 酶活性的提高意味着对侵入的丝核菌的抑制能力的增强，也表明井冈酶素具有诱 导水稻抗病性的作用。 ,,, ，,,,,,,,等研究发现， 使用有效霉素之后，显示植株体内有水杨酸的 积聚;通过,,,,,,,,斑点杂交分析显示还诱导了标志系统获得性抗性的,,基因 表达(这说明与井冈霉素类似的有效霉素具有诱导植株抗病性的作用【,,】( 由此可见，井冈霉素的确可以在一定程度上诱导水稻植株的抗病性。其机理 可能是井冈霉素抑制了水稻中的海藻糖酶，导致海藻糖积累，因为海藻糖特殊的 福建农林大学硕士论文生物学功能，而进一步引发一系列防卫反应。但仍不能确定这是否是其主要作用机制，需要迸一步进行验证(现在井冈霉素对丝核茵海藻糖酶的抑制也引起了更多的关注。,(,关于抑制海藻糖酶的研究,(,(,海藻糖酶抑制剂 海藻糖酶可将海藻糖分解成两个葡萄糖。对昆虫和真菌来说，海藻糖酶对其生命过程具有重要的影响，并且具有独特的选择性〔,,，,,】。通过抑制海藻糖酶的活性，就有可能达到杀死害虫和防治病害的目的。〔,,〕现在的海藻糖酶抑制剂主要有: (,)有效霉素 有效霉素是糖苷酶抑制剂， 其中有效霉素,对立枯丝核菌、阿米巴变形虫等生物的离体海藻糖酶的抑制效果较好，，,,,约为, , ,,(,,,,,,〔,,〕。 (,),,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,与其他海藻糖酶抑制剂相似，,,,,,,,,,,也是一种假二糖类抑制剂，,, ,,的,,,,,,,,,,注入昆虫体内，在,,,，时内昆虫体内葡萄糖含量下降,,,，同时海藻糖含量升高,,,〔,,,，这能严重影响了昆虫神经系统的正常功能。与,,,结构相似的还有,,,,,,,,,,,和,,,,,,,,,,,，它们都是从链霉菌中提取出来的〔,,】。 (,)植物碱 植物碱是一类存在于植物中的具有生理活性的含氮碱性有机物。桑科、旋花科以及茄科等植物的根、茎、叶中可以筛选出多种糖苷酶抑制剂，并且表现出不同程度的生物活性〔,,】。 既然现在已经明确井冈霉素是海藻糖酶的有效抑制剂，而海藻糖酶在丝核菌生命周期中起着至关重要的作用。由于海藻糖是丝核菌唯一可运输的碳源，通过海藻糖酶水解最后产生葡萄糖，为丝核茵提供能量(海藻糖酶被抑制后将会对丝核菌的生命活动产生重大影响〔,,】。海藻糖酶很可能是井冈霉素主要作用位点，海藻糖酶和海藻糖在真菌中是多功能的分子，了解丝核菌中海藻糖酶及海藻糖的主要功能将有助于井冈酶素作用机理的研究。,(,(,海藻糖酶 海藻糖酶是海藻糖的水解代谢酶，在酵母和曲霉菌等一些真菌中发现，海藻糖酶分为中性海藻糖酶和酸性海藻糖酶，研究显示它们在真菌中起着不同的作用，同时进行着两个不同的海藻糖酶水解活动。中性海藻糖酶基因和酸性海藻糖酶基因都己从酵母等 真菌中克隆出来，而它们的基因序列有很大差异〔,,】。关于丝核菌中海藻糖酶的研究还不多见，而关于其它真菌中海藻糖酶的大量研究可以作为研究参考。 , 福建农林大学硕士论文 对多种真菌研究显示，中性海藻糖酶调控细胞内海藻糖的动员，通过迅速的改变活性应对环境的刺激，也叫“调控海藻糖酶”，它显示适宜,,中性，低抗热性，定位在细胞质内，被;,,,依赖性蛋白磷酸化调控〔,,】。,。;,,,,,,,,,和,(,,;,,,的中性海藻糖酶在体外会被金属钙离子或锰离子所激发，很可能被,,,轻微的抑制。曲霉菌中性海藻糖酶显示在分生孢子萌发的开始负责动员细胞内的海藻糖，这种现象与分生孢子萌发时丙三醇的短暂积聚部分相关。在敲除中性海藻糖酶基因,,,,的酵母突变体基因工程分析中显示，这种酶动员细胞质内的海藻糖应对变化的环境刺激【,,】。在乳酸克鲁维斯酵母、裂殖酵母、白色念珠菌的研究中，在中性海藻糖基因不起作用的情况下并没有影响这些菌的生长，暗示了细胞内海藻糖并不支持整个生命周期专化转移期间的能量需求，至少在实验室条件下是这样的。相反的，缺乏中性海藻糖酶活性的突变体对骤热或渗透压的敏感性分别减小或提高了，这暗示了细胞内海藻糖参与了真菌细胞蛋白应对变化的环境压力和对生长恢复的持续干扰。海藻糖这种压力蛋白的作用在缺乏海藻糖合酶活性的,(;,,,,,,,,,和,(,,,,,两种酵母的显型突变体中得到了确认〔,,，,,，,,〕。由此可见，中性海藻糖酶在动员细胞内的海藻糖应对各种环境刺激包括干旱，中毒，高温，冷冻等时起主要作用(而中性海藻糖酶又被;,(,,依赖性蛋白磷酸化调控，这一路径可能对于真菌的免疫是至关重要的，而中性海藻糖酶是一个重要环节。如果中性海藻糖酶受到抑制，真菌对各种胁迫压力的抵抗力可能会显著下降。 酸性海藻糖酶调适宜酸性,,，高抗热性，定位在液泡中，很明显的不是由;,,,依赖性蛋白磷酸化调控〔,,】。酸性海藻糖酶是一种分泌蛋白，在敲除酵母和曲霉菌的海藻糖酶基因的研究中发现，这种酶能消化细胞外海藻糖作为碳源，对酵母和曲霉菌酸性海藻糖酶主要结构的分析显示，这些酶与其他原核和真核状态的海藻糖酶没有任何同族关系，也包括真菌的中性海藻糖酶〔,,,。酸性海藻糖酶是在免疫学上与中性海藻糖酶无关的糖蛋白，不能被金属钙离子或锰离子所激发或者被,,,抑制。酵母中这种酶好象是被碳代谢物抑制和钝化调控，而且被海藻糖诱导。这种情形在其他真菌也是如此，如丝状真菌〔,,,。由此看来，真菌中酸性海藻糖酶与碳代谢密切相关，水解细胞外海藻糖作为碳源，为真菌的生命活动提供能量是其重要作用(如果酸性海藻糖酶受到抑制，真菌可能会因为能量的缺乏而代谢减缓，生长发育也随之减缓，同时也可能由于碳源的缺乏而不能合成许多重要物质，以致生活功能降低，侵染致病能力也随之降低。 , 福建农林大学硕士论文,(,(,海藻糖及其生物学功能 许多真菌都利用海藻糖作为唯一的胞外碳源，丝核茵也是如此，因为海藻糖积聚在许多微生物细胞，昆虫及植物组织中且化学性质稳定(海藻糖是一个非还原性二糖，它有两.