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范芸等
, 2011,
脂质转移蛋白在植物抗病中的作用
,
分子植物育种
Vol.9 No.32 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0032)
1246
1 LTP
的抗病功能
LTP
的功能包括参与植物角质的形成与胚胎的
发育、参与抗病原菌或真菌反应、适应各种逆境胁
迫
(
温度
,
盐和干旱
)
、脂代谢、生物膜的形成、体细
胞发育、花粉与雌蕊的相互作用等。近年来关注的
焦点主要是在植物防御功能和抗性信号转导中的
作用。它是在高等植物中广泛存在的一类小分子碱
性蛋白，属于阳离子抗菌肽，在植物抵抗病原物侵
染过程中有着重要的作用。它的抗病原微生物功能
目前已从下面得到证实：
(1)
从植物中分离的
LTP
在
体外能不同程度特异性抑制各种病源真菌的生长；
(2)
病原菌的侵染能诱导植物
LTP
的过表达，而且个
体的表达水平与植株的生长阶段、组织类型及作用
因素有着密切关系；
(3)LTP
转基因植物能显著增强
抗性功能。
1.1
体外抗菌活性
LTP
被列为植物防御蛋白，是因为它具有很强
的抵抗植物致病菌活性。纯化的植物
LTP
蛋白在体
外
(in vitro)
可抑制细菌及真菌的生长，从玉米、大
麦、菠菜、拟南芥、洋葱、豇豆、水稻中分离的
LTP
都表现出不同程度的抗病功能。研究结果发现
LTP
既能抑制革兰氏阴性菌，又能抑制革兰氏阳性菌和
其它多种真菌的生长，但个体不同而有一定的差
异，其中抗真菌的活性更强一些
(Kader, 1996)
。
Molina
等
(1993)
从大麦叶片中分离出
4
种
LTP
，从玉
米中分离出
1
种
LTP
，它们对细菌马铃薯环腐病菌
(
Clavibactermichiganensis
subsp.
sepedonicus
)
、青枯
病菌
(
Pseudomonas sonanacearum
)
以及真菌茄腐镰
刀菌
(
Fusarium solani
)
都表现出抗性。
Segura
等
(1993)
从拟南芥中分离出
2
种同源蛋白
LTPa1
、
LTPa2
，均
对马铃薯环腐病菌有一定抗性；从菠菜中分离出
LTPs1
、
LTPs2
，对马铃薯环腐病菌、青枯病菌以及
真菌性致病菌茄腐镰刀菌均表现出抗性。
Wang
等
(2004)
从绿豆种子中分离出
9.03 kDa
的
LTP
，对抑制
茄腐镰刀菌、腐霉菌
(
Pythium aphanidermatum
)
、尖
孢镰刀菌
(
Fusarium oxysporum
)
和罗氏白绢菌
(
Sclerotium rolfsii
)
的生长有明显作用；对革兰氏阳
性菌中的金黄色葡萄球菌
(
Staphylococcus aureus
)
也
有抑制作用。
Ooi
等
(2008)
从中国水仙的鳞茎中分离
纯化出一种新型的脂质转移蛋白
(NTP)
，分子量为
9 kDa
，
NTP
基因包含
354 bp
的编码阅读框
(ORF)
，
编码
118
个氨基酸，并对它的三级结构进行了预测；
体外抗病毒试验表明，它能有效的抵抗
RSV
、
H1N1
、
HL
-
60
病毒。
Rogozhin
等
(2009)
从稗草中分离出一种
LTP
，命名为
Ec-LTP
，
9.15 kDa
，在体外能有效的抑
制真菌晚疫病菌
(
Phytophthora infestans
)
、小麦长蠕
孢菌
(
Helminthosporium sativum
)
的活性。
1.2
植物体内参与抗菌反应
就
LTP
在体内的活性目前主要是通过转基因植
物的研究来开展工作。
Jung
等
(2006)
分离出辣椒
LTP
基因
(
CALTPIII
)
的启动子区，发现存在许多抗性响
应元件，如乙烯响应元件
(ERE box)
、病原物响应元
件
(W-box)
、水胁迫元件
(MYB)
；转入烟草后接种烟
草野火病菌
(
Pseudomonas syringae
pv.
Tabaci
)
，结果
CALTPIII
的启动子区被强烈激活，并发现参与病原
菌防御应答的关键元件在-
626 bp~
-
552 bp
处。
Kirubakaran
等
(2008)
从小麦中分离克隆出一种抗病
菌的植物脂质转移蛋白基因
Ltp
3F1
，体外抑菌试验
证明
LTP
蛋白具有广谱的抗菌活性；将该基因转入
烟草，通过给非转基因和转基因烟草叶子接种
3
种
菌，分别是稻平脐蠕孢病菌
(
Bipolaris oryzae
)
、柱孢
霉 菌
(
Cylindrocladium scoparium
)
和 链 格 孢 菌
(
Alternaria sp
)
，接种
10
天后观察发现，跟对照相比，
转基因烟草叶子受到病菌的伤害明显很小而且有
限。
Sarowar
等
(2009)
通过病毒诱导的基因沉默实验
(VIGS)
、辣椒
CALTPI
和
CALTPII
基因转入烟草过表
达以及嫁接实验等证明
CALTP
基因对于提高植物
的抗病性具有显著作用，并且能将这种抗性信号转
导至植物全身。
Lee
等
(2009)
从拟南芥中分离出
LTPG1
基因，细胞定位发现
LTPG1
蛋白在细胞膜上；
LTPG1
基因敲除的突变体，表皮细胞的脂质成分发
生了改变，对真菌十字花科黑斑病菌
(
Alternaria
brassicicola
)
的抗性减弱。
另外病原菌的侵染也能诱导植物
LTP
的过表达。
Gonorazky
等
(2005)
从向日葵种子中分离出一种非
特异性脂质转移蛋白，命名为
Ha-AP10
。
Western blot
分析显示，接种真菌赤星病菌
(
Alternaria alternata
)
后，发芽的向日葵种子中
Ha-AP10
表达量增高，表
明
Ha-AP10
可能参与防御反应。
Carvalho
等
(2006)
从豇豆种子中分离克隆出一段
LTPcDNA
序列，大小
494 bp
，命名为
VULTP
。
Northern blot
分析表明接种
菜豆枯萎病菌
(
Fusarium oxysporum
f.sp.
phaseolus
)