植物糖生物學研究進展

摘 要：糖是植物的重要組成要素。隨著對植物生長過程研究的不斷深入，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，植物中糖蛋白、信號等參數(shù)的變化分別具有相應的特征意義。基于上述內容逐漸形成植物糖生物學學科。本文從植物糖蛋白入手，植物糖生物學的研究進展進行分析和研究。

關鍵詞：植物糖生物學；研究；進展

植物的組成要素主要包含蛋白質、核酸以及糖這3種。相對于前兩種生物大分子而言，人們對植物中糖的研究相對較少。直至20世紀50年代之前，人們仍然認為糖這種生物大分子對植物的作用，僅僅為保護和滿足植物的生長代謝需求。植物糖生物學的出現(xiàn)使得糖這種分子得到了更加深入的研究。

1 植物糖蛋白

植物糖蛋白是當前植物糖生物學學科中的重點研究對象，針對該方面，這里針對糖蛋白的組成要素研究進行初步分析，糖蛋白組成要素主要包含以下幾種：

1.1 糖鏈

作為植物糖蛋白中的重要組成要素，糖鏈要素的作用大多是通過對另一種蛋白質要素整體產(chǎn)生的影響作用間接得到的。從整體角度來講，在植物糖蛋白中，糖鏈要素的功能主要包含以下兩種：第一，基于分子的外部功能。例如，當分子中出現(xiàn)病原體時，糖鏈可以與病原體結合起來，保證植物的正常生長；第二，基于分子的內部功能。例如，在植物的正常生長過程中，糖鏈可以在某個分子內完成植物細胞中的準確定位[1]。

1.2 蛋白質

在植物的糖蛋白中，蛋白質與糖鏈之間的連接關系為共價關系，且這兩種要素缺一不可。在植物的生長過程中，蛋白質的作用主要是負擔植物的代謝、呼吸等各項生理功能。

2 植物生長過程中的糖信號

隨著生長過程特點的不同，植物中的糖信號也存在一定差別，這里主要針對以下兩種生長過程特點中的糖信號進行分析：

2.1 逆境生長特點方面

從植物的生長過程來看，當其生長環(huán)境中包含不良影響因素時，其細胞壁會通過自身的防御功能，盡力將不良影響因素防御在植物的各個細胞之外。多糖是植物細胞壁的主要組成要素，其在細胞壁中的占比約為90%。當病原菌出現(xiàn)時，植物中的多種糖基水解酶的活力會被自動激發(fā)出來，在這些酶的作用下，植物細胞壁中部分多糖會被降解成寡糖片段，寡糖具有誘發(fā)植物形成激烈抗病反應的作用，進而實現(xiàn)對病原菌的有效遏制[2]。

針對寡糖的這一功能，植物糖生物學中對寡糖植物疫苗展開了實驗研究。實驗研究得出寡糖植物疫苗的作用機理為：基于寡糖形成糖信號之后，該糖信號會利用植物細胞膜上的既有識別受體進入細胞之內。在細胞內部，植物的質膜蛋白會發(fā)生相應的變化，如離子通道變化、活性氧含量劇增等。從本質角度來講，上述變化都可以看成是植物信號的放大或者轉導。上述信號變化的產(chǎn)生，會誘發(fā)植物對自身的相應防衛(wèi)基因進行調控，并將其表達出來。這個過程具有加劇抗性次生代謝產(chǎn)物形成并累積的作用，進而實現(xiàn)對相關病原菌侵染的合理抵抗。

除了抵抗病原菌之外，寡糖的功能還包含免疫功能、促進植物繁殖功能、控制植物生長功能等。在植物的實際生長過程中，有生物活性寡糖的存在是保障植物正常生長的主要要素。

2.2 正常生長特點方面

正常生長環(huán)境意味著植物可以進行光合作用，在該作用過程中，伴隨著太陽能向化學能的轉化，植物所處環(huán)境的水和CO2被轉化成單糖，利用單糖滿足植物的代謝、能量消耗需求。就植物的正常生長過程而言，其糖信號主要是指葡萄糖信號與已糖信號等。就植物種子而言，其在生長發(fā)育的早期階段，種子中的葡萄糖信號會與乙烯、生長素等植物激素產(chǎn)生協(xié)同作用，對子葉生長、下胚軸伸長等發(fā)育過程產(chǎn)生遏制作用，進而保證種苗發(fā)育的順利進行。除此之外，在植物種子的發(fā)芽階段，己糖信號會對植物種子的細胞分裂過程產(chǎn)生促進作用，進而實現(xiàn)提升植物種子發(fā)芽速度的目的。糖信號的產(chǎn)生和變化會對其作用對象產(chǎn)生相應影響，通過對糖信號的研究，具有提升植物所處生長狀態(tài)的效果[3]。

3 植物的糖基轉移酶

糖基轉移酶是植物糖生物學中的重要研究內容之一。這種酶的作用主要是促進植物中所包含糖的基化目的的實現(xiàn)。對于植物而言，當糖基轉移酶產(chǎn)生之后，其會對糖鏈產(chǎn)生催化作用，使得糖鏈快速被連接植物中某肽鏈的固定糖基化位點。這種酶的特點主要包含以下幾種：第一，面向糖基的專一性特點。這種特點是指，每個糖基轉移酶的作用只針對同一中糖基產(chǎn)生作用；第二，面向底物的專一性特點。糖基轉移酶這種特點的存在使得底物的作用得到有效發(fā)揮[4]。

4 結論

目前植物糖生物學這門學科的研究進展主要集中在植物的糖基轉移酶、不同生長狀態(tài)下的糖信號作用以及糖蛋白等方面。隨著植物糖生物學研究的不斷深入，糖的功能被越來越多地發(fā)掘出來，便于人們根據(jù)糖這種生物大分子判斷植物所處生長特點及健康狀況，有效的提高其在生活中的作用。

參考文獻

[1]尹恒，王文霞，趙小明，等.植物糖生物學研究進展[J].植物學報，2010，（5）：521-529.

[2]何璐，虞泓，范源洪，等.植物繁殖生物學研究進展[J].山地農(nóng)業(yè)生物學報，2010，（5）：456-460.

[3]張劍，徐桂霞，薛皓月，等.植物進化發(fā)育生物學的形成與研究進展[J].植物學通報，2007，（1）：1-30.

[4]陳紅，馮云，周建梅，等.植物根系生物學研究進展[J].世界林業(yè)研究，2013，（5）：25-29.

（作者單位：牡丹江市第一高級中學）