植物凝集素是什么？植物凝集素的功能是什么？

植物凝集素是一类具有特异糖结合活性的蛋白，具有一个或多个可以与单糖或寡糖特异可逆结合的非催化结构域。凝集素最大的特点在于它们能识别糖蛋白和糖脂，特别是细胞膜中复杂结构的糖链，即细胞膜表面决定簇。植物凝集素可识别并结合入侵者的糖结构域，从而干扰该入侵者对植物产生的可能影响；植物凝集素的糖结合活性是针对外源寡糖，参与植物的防御反应。许多植物凝集素可结合到诸如Glc、Man或Gal的单糖上，尤其对植物中不常见外来的寡糖具有更高的亲和性。例如：结合几丁质植物凝集素识别真菌细胞壁及无脊椎动物的外骨骼成分中的碳水化合物。另外，许多凝集素在较高PH范围内稳定、抗热、抗动物及昆虫蛋白酶等等。有些凝集素甚至是完全稳定的蛋白质，如从刺苟麻茎中分离出的凝集素在三氯乙酸中保持稳定，沸煮也不会失活。Peumans等(1998)认为大多数植物凝集素存在于储藏器官中，它们既可能作为一种氮源，也可以在植物受到危害作为一种防御蛋白发挥功能。因此植物凝集素是植物防御系统重要的组成部分，在植物保护上起着重要作用。笔者就植物凝集素在植物保护上的研究进展作一综述。

植物凝集素的功能是什么？

对植物病原菌的作用：

植物凝集素作为微生物与植物的共生介质，可防止植物病原菌对植物的危害；Mishkid等(1982)研究发现，植物凝集素常积累于病原菌易侵染的部位，预示着凝集素可能参与对病原菌的防御。

对植物病原真菌的作用：

已有实验证明，植物凝集素能结合真菌细胞、抑制孢子萌发和菌丝体生长。植物凝集素对真菌的抗生效应可能与它特异结合暴露于真菌细胞壁表面的糖复合物并导致真菌细胞壁及菌体结构形态改变有关，凝集素可与真菌表面的葡聚糖、半乳糖、甘露糖等多糖结合，干扰真菌细胞壁的合成，影响其细胞的正常代谢。Peumans和Van Damme(1995)进行的体外研究表明，麦胚凝集素(WGA)抑制绿色木霉的孢子萌发和菌丝生长，狭叶荨麻凝集素抑制灰葡萄孢、钩状木霉和布拉克霉的生长。刘士庄等(1996)报道，棉花种子中凝集素含量与棉花抗枯萎病能力呈正相关，分离纯化的棉花凝集素能明显凝集枯萎病菌分生孢子，并抑制其萌发。曾日中等(1998)指出橡胶蛋白和其它植物凝集素一样也具有抗真菌活性，可以抑制病原菌的侵染和生长，起到保护橡胶树乳管的作用。余萍等(2004)研究发现狗脊蕨凝集素(w儿)对玉米大斑病菌有抑制作用。

对植物病原细菌的作用：

由于细菌细胞壁的作用，凝集素不能进入细菌细胞质，因此不能改变细胞膜结构或渗透细胞膜扰乱侵人微生物的正常细胞间进程。植物凝集素是通过一种基于与细胞壁糖类，或细胞外聚糖相互作用的机制对细菌构成抗生效应。Sequeira(1977)等报道马铃薯凝集素能抗青枯假单胞菌；Broekaet (1986)等提出，刺苹果种子凝集素可使幼根免受细菌侵染。Ayouba等(1994)研究指出，几种豆科植物种子凝集素可与细菌细胞壁肽聚体(胞壁酸、N一乙酰胞壁酸、胞壁酰二肽等)发生强烈的相互作用。余萍等(2004)研究发现狗脊蕨凝集素 (wJL)对甘薯薯瘟病原细菌生长具有抑制作用。

对植物病毒的作用：

植物病毒不含聚糖，没有凝集素的作用位点，因此植物凝集素对植物病毒无抑制作用。Peumans和Van Damme(1995)综述道，一种称为核糖体失活蛋白型的特殊类型凝集素对植物病毒具有抑制活性，其机理尚不清楚。但有杀虫活性的凝集素可能会阻止或减少虫传播病毒病害的传播。

对植物病原线虫的作用：

这方面研究相对较少，仅常团结等(2002)报道纯化的雪花莲外源凝集素(GNA)可以抗植物病原性线虫。