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细胞壁有哪些化学性质的变化

发布时间:2023-07-08 09:36:50

❶ 说明细胞壁主要的四种次生变化及相应功能

主要成分是肽聚糖(peptidoglycan),又称粘肽(mucopetide)。细胞壁的有赖于肽聚糖的存在。合成肽聚糖是特有的能力。肽聚糖是由n-乙酰葡萄糖胺和n-乙酰胞酸两种氨基糖经β-1.4糖苷键连接间隔排列形成的多糖支架。在n-乙酰胞壁酸分子上连接四肽侧链,肽链之间再由肽桥或肽链联系起来,组成一个机械性很强的网状结构。各种的肽聚糖支架均相同,在四肽侧链的组成及其连接方式随菌种而异。
通常采用技术可以将细菌细胞壁区分为两种类型,革兰氏阳性(G+)和革兰氏阴性(G-)。(Gramstain)是丹麦医生革兰(HansChristianGram)于1884年采用表2-3所列程序对细菌染色,结果因显色不同可将细菌区分为两类,分别称为革兰氏阳性和阴性。
的四肽侧链氨基酸由d-丙-d-谷-r-l-赖-d-丙组成。初合成的肽链末端多一个残基。肽桥是一条5个甘氨酸的肽链,交联时一端与侧链第三位上赖氨酸连接,另一端在转肽酶的作用下,使另一条五肽侧链末端脱去,而与侧链第四位连接。从x光检查可见肽聚糖的多糖链是一条较硬而又呈螺旋状卷曲的长杆,由于其呈螺旋状,连接在其上的肽链才伸向四方,使交联受到一定了限制,只有邻近的肽链才可交联。但的肽桥较
细菌细胞壁
长,有可塑性,使远距离的肽链间也可交联,交联率达90%,形成坚固致密的三维立体网状结构。革兰氏阴性的四肽侧链中第三位的氨基酸被二氨基庚二酸(dap)所取代,以肽链直接与相邻四肽侧链中的d-丙氨酸相连,且交联率低,没有五肽交联桥,形成二维平面结构,所以其结构较革兰氏阳性的葡萄球疏桦。
细菌细胞壁坚韧而富有弹性,保护细菌抵抗低渗环境,承受所在环境内的5~25个大气的渗透压,并使细菌在低渗的环境下细胞不易破裂;细胞壁对维持细菌的固有形态起重要作用;可允许水分及直径小于1nm的可溶性小

❷ 细胞壁组成和结构的改变具体有哪些内容

1.木质化作用(lignification)是在细胞壁、胞间层和细胞质等不同部位产生和积累木质素的过程,而木质素是通过莽草酸途径中的苯丙烷类代谢途径合成的(Whetter等,1995)。植物固有的木质化组织是被动抗病性因素。在受到病原物侵染后,木质素合成增强,则是一类主动防卫反应(Vance等,1980)。现已发现真菌细胞壁成分,如几丁质、脱乙酰几丁质能够诱导发生木质化作用,但酵母菌、细菌和多种植物保护素激发子则无诱导作用。木质素沉积使植物细胞壁能够抵抗病原菌侵入的机械压力。大多数病原微生物不能分解木质素,木质化能抵抗真菌酶类对细胞壁的降解作用,中断或迟滞病原菌的侵入。木质素的透性较低,可以阻断病原物与寄主植物之间的物质交流,防止水分和养分由植物组织输送给病原菌,也阻止了真菌的毒素和酶类渗入植物组织。

Suzuki(1965)经过详细研究后发现,日本萝卜根的柔软组织被霜霉病菌(Peronosporaparasitica)侵染后,细胞壁上沉积新生的木质素,可以阻抑病原菌菌丝的伸长。此种新生木质素的化学成分与健康萝卜固有的木质素不同,前者为愈创木基型,后者为丁香基型。Moerschbacher等(1988,1989,1990)利用小麦近等基因系试验证明,木质化为小麦对秆锈病的主动防卫因素,木质素积累与细胞过敏性坏死进程大体一致。后来,又利用特异性抑制剂PAS或NHPAS,抑制肉桂醇脱氢酶的活性,减弱木质素的生物合成,进一步证实木质素的防卫作用。施用抑制剂的小麦抗病品种,被秆锈病菌侵染后,木质化细胞和过敏性坏死细胞都显着减少,秆锈病菌得以正常生长和产孢。王保通和商鸿生(1996)发现,在小麦对条锈病的高温抗病性表达过程中,有木质素的异常积累。在高温条件下,小偃6号叶片接种条锈病菌12h后,酚酸含量增长,24h后木质素含量增长,到接菌72h后,木质素含量已达对照的262.7%,表达抗病反应。而常温下该品种表达感病反应,被侵染叶片内木质素含量与对照没有差异,酚酸含量则低于对照叶片。

Bhuiyan等(2009)发现单体木质素(monolignol)的合成,对于小麦细胞壁沉积物形成和抵抗白粉病菌侵入起关键作用。单体木质素合成基因沉默后,就不能在侵入位点形成细胞壁沉积物,小麦叶片高度感病,不仅不能抵抗小麦白粉病菌的侵入,而且还降低了对大麦白粉病菌侵入的非寄主抗病性。

在木质素形成过程中还产生了低分子量的酚类物质,以及一些对真菌有毒,或能钝化真菌酶的其他代谢产物。木质化作用和细胞壁改变阻滞了病原菌扩展,使植物产生的植物保护素有可能积累到有效剂量。此外,也有人认为真菌菌丝尖端与植物木质化部位紧密接触后,也发生木质化,从而失去了可塑性,不能继续生长。

植物受病毒侵染后产生局部病斑,限制了病毒扩展,这可能也与木质化作用有关系。

2.木栓化与形成愈伤组织

木栓化(suberization)是另一类常见的细胞壁保卫反应。病原菌侵染和伤害都能诱导木栓质(suberin)在细胞壁微原纤维间积累,木栓化常伴随植物细胞重新分裂和保护组织形成,以替代已受到损害的角质层和栓化周皮等原有的透性屏障。木栓化也增强了细胞壁对真菌酶的抵抗能力。

多种植物,特别是木本植物和贮藏根、块茎等器官,在受到侵染或伤害后能产生愈伤组织,即病变或受伤部位的外围薄壁组织细胞变为次生分生组织细胞,重新分裂增生,细胞壁逐渐木栓化和木质化,形成一圈紧密的愈伤组织,即离层(abscissionlayer),将受侵染部位与健全组织隔开,阻断了其间物质输送和病原菌扩展,以后病斑部分干枯脱落。

如果真菌和细菌的侵染发生在植物器官表层,愈伤木栓化作用可造成疮痂症状,在枝干上则常有脱皮现象。

丝核菌由皮孔侵入马铃薯块茎后,病斑组织与健康组织之间形成由2~3层木栓化细胞构成的离层,病斑组织连同其中的病原菌脱落。马铃薯抗病品种块茎被癌肿病菌(Synchytriumendobioticum)侵染后也形成木栓化的离层,病部脱落,形成疤痕。

甘薯块根受到紫纹羽病菌侵染后,因品种抗病性不同而出现不同的反应。感病品种在侵入菌丝下方的薄壁组织迅速变褐,出现湿腐,有的甚至不发生褐变,薄壁组织迅速浸解。抗病品种块根仅受到轻微侵染,肉眼未见褐变,但镜检可见菌丝接触的细胞褐变坏死,菌丝顶端被封锁。侵染点周围形成木栓层,不久便脱落。有些抗病品种虽然侵染点的薄壁组织也褐变干腐,但褐变部位周围形成木栓层。

愈伤组织形成是非专化性的抗病反应,不同植物的愈伤反应能力有很大差异,其抗病效果取决于寄主反应的速度和强度与病原菌致病的速度和强度这两个方面的对比。增加氧气供应和提高环境温度可以增强呼吸作用,从而促进愈伤反应。

3.酚类化合物和钙离子沉积

病原物侵染可引起植物体内酚类化合物增多,多种植物细胞壁在受到病原菌侵染和伤害后沉积酚类化合物。用软腐细菌接种马铃薯块茎,在病灶周围会出现不含细菌的黑色环带。据研究,细菌产生果胶酶解离块茎组织,而果胶酶诱导块茎多酚氧化酶酶活增强,酚类物质氧化成为醌类。醌类物质沉积形成黑色环带,醌类具有更强的菌毒性,抑制了细菌扩展。但在有多量葡萄糖存在时,病原细菌的脱氢酶活性增强,抑制了酚的氧化,软腐病继续发展。

抗病马铃薯的块茎接种晚疫病菌的不亲和小种后,就产生类似木质素的物质,主要是p-香豆酸和阿魏酸酯。醌类化合物聚合为黑色素(melanin),可以抑制病原菌分泌的细胞壁降解酶。陈捷等(1996)证明,酚类物质对瓜果腐霉(Pythiumaphanidermatum)产生的细胞壁降解酶合成和活性有明显的抑制作用。宋凤鸣等(1996)发现,枯萎病菌侵染可明显提高棉苗体内的酚含量,由此认为酚类物质,特别是绿原酸和阿魏酸与棉花对枯萎病的抗病性有关。魏守军等(1992)也发现,棉株感染枯萎病后棉酚含量增加,抗病品种增幅较大。抗细菌性条斑病的水稻品种叶片中总酚和黄酮类化合物在发病早期迅速增加,感病品种直到发病后期才有较多积累(周洁等,1997)。

菜豆胚轴受到丝核菌侵染后细胞壁积累钙离子和其他多价阳离子,可以抑制真菌半乳糖醛酸酶对菜豆组织的浸解作用。烟草花叶病毒侵染烟草叶片形成局部病斑时,其外围细胞壁沉积钙离子,形成坚固的不溶性盐类,限制了病毒扩展。李怀方等(1994)用高浓度的钙离子或镁离子制剂与烟草花叶病毒稀释液混合接种,结果显着地抑制了病毒侵染,即使在接毒前或接毒后施用,也有较高的抑制作用。

4.富含羟脯氨酸糖蛋白积累

富含羟脯氨酸糖蛋白(hydroxyproline-richglycoprotein,HRGP)是高等植物中的一种结构蛋白,在细胞壁中普遍存在。多种植物受到病原物侵染后,诱导羟脯氨酸和富含羟脯氨酸糖蛋白迅速增加和发生交联作用,如同活性氧迸发一样,是早期发生的防卫反应(Bradley等,1992)。富含羟脯氨酸糖蛋白的积累与抗病性有一定关系,其分子上结合许多氨基酸,呈碱性,带正电荷,起凝集素作用,能凝集带负电荷的粒子或细胞,因而能把病原菌固定在细胞壁上,阻止病原菌的侵入和扩散(Showalter,1993)。富含羟脯氨酸糖蛋白还是木质素的沉积位点,可作为结构屏障,抵抗病原菌酶的作用。胡景江等(1999)发现,抗溃疡病的毛白杨被侵染后,细胞壁的富含羟脯氨酸糖蛋白与木质素的沉积速度快,积累量远高于感病的北京杨。冯洁等(1995)发现,抗枯萎病的棉花品种86-1细胞壁内富含羟脯氨酸糖蛋白含量明显高于感病品种邯14。富含羟脯氨酸糖蛋白的积累与细胞壁木质化程度和对枯萎病的抗病性成正相关,棉枯萎病菌不同的小种诱导其积累的能力不同,因而富含羟脯氨酸糖蛋白在寄主与病原物的专化性识别中也可能起作用。

❸ 一些植物细胞的细胞壁会发生性质的变化,常见的变化有哪些

LZ您好

有下列变化,是由植物生理上分工所需而出现的细胞壁质变:

  1. 木质化:细胞产生木质素衍生单位聚合物沉积,使得细胞壁坚固而坚硬,增加了力学性能。利于其支撑更强的重力。(出现于蕨类植物开始的高等木本植物,他们有特殊的木质细胞构成树干,令其可以长得更为高大)

  2. 栓质化:细胞壁内增加栓质(脂类化合物),栓质化的细胞失去透水透气能力。常出现在老茎,枝,老根外层上,有效减少水分蒸腾。根的凯氏带中栓质化细胞壁是质外体运输的保证。

  3. 角质化:植物细胞分泌角质,在细胞外形成角质层,有防水防刮擦的功能(出现于花,果,嫩枝,叶片表面)。角质化应和栓质化予以区别!要来个比喻的话,角质化就好像上了个BUFF,角质层位于细胞之外,所以细胞自身功能保留;栓质化那就是被美杜莎盯上了,没救了,木栓质是向内加厚的,所以最终细胞会被挤压,最终死亡失去活性。

  4. 矿质化:细胞壁中含有硅质,钙质等,细胞壁变得坚硬粗糙,不少草本植物抗倒伏,抗病虫能力,就是因他们而来的。

  5. 粘液化:细胞壁中果胶,纤维素变为粘液。这个出现在一些会自然分泌树胶的树上。或者有落叶的植物,在离层上的细胞壁也会出现这些变化,令树叶脱落。

大致有上面5种~

❹ 细胞壁包括哪些次生壁常发生那些变化

细胞壁分为3层,即胞间层(中层)、初生壁和次生壁。胞间层把相邻细胞粘在一起形成组织。
次生壁是在细胞生长停止以后,原生质体继续分泌壁物质沉积于初生壁内侧而形成的,一般较厚。但并不是每一细胞均具有次生壁,主要是在植物体中起输导,支持和保护作用的细胞才有。次生壁的主要成分除多糖外,还有木质素,木栓质,角质和蜡质等填充物,填充物的不同使壁的性质发生各种变化,常见的变化有:木质化,角质化,栓质化,矿质化

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