植物病原絲狀真菌中糖苷水解酶的研究進(jìn)展

肖會 韓長志

摘要：植物病原絲狀真菌中的糖苷水解酶是碳水化合物活性酶中的一類，在植物病原真菌侵染植物的過程中通過分解其細(xì)胞壁中的碳水化合物組分從而實現(xiàn)真菌對植物免疫防衛(wèi)反應(yīng)的進(jìn)一步操控。前期對植物病原絲狀真菌中碳水化合物活性酶展開了綜述性評價，近年來，隨著生物技術(shù)和生物信息學(xué)、分子生物學(xué)等試驗方法的發(fā)展，以及基因組學(xué)、代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)等組學(xué)的不斷發(fā)展，研究者對糖苷水解酶的研究不斷深入和完善。旨在對糖苷水解酶進(jìn)行綜述性評價，重點關(guān)注其分類、功能及研究方法。在分類方面，主要涉及底物特異性、結(jié)構(gòu)相似性、催化作用機(jī)制和水解位置。在功能方面，重點研究其在稻瘟病菌菌、禾谷炭疽病病菌和希金斯炭疽病病菌等病原絲狀真菌侵染過程中的作用。此外，還探究了分離和鑒定、生物學(xué)特性及基因克隆和表達(dá)分析等方面的研究方法。研究的最終目標(biāo)是深入分析上述研究成果，系統(tǒng)梳理糖苷水解酶在上述真菌中的功能，以期為今后解析病原絲狀真菌中糖苷水解酶的功能提供重要理論支撐，并對今后學(xué)術(shù)界的研究重點、難點及熱點進(jìn)行展望，為未來開展糖苷水解酶功能解析、互作蛋白找尋及加工應(yīng)用提供研究思路。

關(guān)鍵詞：植物病原；絲狀真菌；糖苷水解酶；功能；碳水化合物活性酶；研究進(jìn)展

中圖分類號：S188+.3；S432.4+4? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）08-0001-07

收稿日期：2023-05-22

基金項目：云南省“興滇英才支持計劃”青年人才專項（編號：YNWR-QNBJ-2020-188）；國家自然科學(xué)基金（編號：31960314）；云南省研究生導(dǎo)師團(tuán)隊建設(shè)項目（編號：2022100）。

作者簡介：肖 會（1979—），女，四川巴中人，碩士研究生，研究方向為資源利用與植物保護(hù)。E-mail：719637908@qq.com。

通信作者：韓長志，博士，教授，研究方向為經(jīng)濟(jì)林木病害生物防治與真菌分子生物學(xué)。E-mail：hanchangzhi2010@163.com。

絲狀真菌是一類具有絲狀菌絲的真菌，廣泛分布于自然界的土壤、水、植物及動物等中，其在自然界中發(fā)揮著重要作用并對人類的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了巨大影響，如分解作用、食品加工及生物材料生產(chǎn)等［1］。然而，一些植物病原絲狀真菌如稻瘟病菌、禾谷炭疽菌、希金斯炭疽菌及鐮刀菌屬真菌等對植物造成了各種危害和威脅，嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境［2］。前人研究發(fā)現(xiàn)，植物病原絲狀真菌在感染和侵入植物體的過程中，充分利用各種真菌毒素和分泌蛋白來破壞植物細(xì)胞壁和組織結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致植物生長受損或死亡。作為分泌蛋白的一類，碳水化合物活性酶在植物病原絲狀真菌操控寄主植物方面發(fā)揮著重要作用。

糖苷水解酶則作為碳水化合物活性酶中重要的一類蛋白，可以降解植物細(xì)胞壁中的各種糖苷鍵，促進(jìn)真菌從植物細(xì)胞間隙中進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，進(jìn)而引起植物疾病。糖苷水解酶廣泛存在于細(xì)菌、真菌、植物種子和動物器官中［3］。因此，通過研究絲狀真菌中的糖苷水解酶，可以更好地理解它們在植物病原中的作用機(jī)制和致病途徑，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的植物保護(hù)提供更多有效的防治措施和策略。

目前，根據(jù)序列相似性的差異程度，有173個糖苷水解酶家族被報道［4-5］（表1）。這些酶具有特異性，對不同類型的糖苷底物具有不同的催化能力，表現(xiàn)出致病菌不同的寄生特性，在生物學(xué)中發(fā)揮著重要作用。有研究發(fā)現(xiàn)，糖苷水解酶的特異性、催化效率與其氨基酸序列、三維結(jié)構(gòu)密切相關(guān)［6-7］。通過基因克隆技術(shù)，可以從各種生物體中克隆出糖苷水解酶的基因序列，并進(jìn)一步進(jìn)行序列分析和結(jié)構(gòu)預(yù)測［8］。這些基因序列的分析有助于理解糖苷水解酶的結(jié)構(gòu)和功能，為其工程改造提供依據(jù)。前人利用表達(dá)系統(tǒng)表達(dá)糖苷水解酶，并進(jìn)行表達(dá)分析，通過對不同表達(dá)系統(tǒng)的比較和優(yōu)化，實現(xiàn)了高效表達(dá)和純化糖苷水解酶［9］。同時，表達(dá)分析還可以揭示酶的催化機(jī)制和底物特異性等方面的信息。糖苷水解酶在醫(yī)藥、食品、生物燃料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景［10-11］。例如，α-糖苷酶可以用于制備低卡路里食品、轉(zhuǎn)化葡萄糖和淀粉為生物燃料；β-糖苷酶可以用于制備低乳糖乳制品、去除食品中的苦味物質(zhì)。上述研究為進(jìn)一步探究糖苷水解酶相關(guān)的生化和分子機(jī)制提供了有力支持，為其在工業(yè)和生物領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)展前景。

筆者前期對植物病原絲狀真菌中碳水化合物活性酶展開了綜述性評價，近年來，隨著生物技術(shù)和生物信息學(xué)、分子生物學(xué)等試驗方法的發(fā)展，以及基因組學(xué)、代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)等組學(xué)的不斷發(fā)展，學(xué)術(shù)界對糖苷酶的研究也得到了不斷深入和完善，本研究選擇糖苷水解酶進(jìn)一步展開綜述性評價，從分類和功能、研究方法入手，深入分析稻瘟菌、禾谷炭疽菌、希金斯炭疽菌在侵染過程中糖苷水解酶的功能研究成果，系統(tǒng)梳理上述植物病原絲狀真菌中糖苷水解酶的功能，以期為今后解析植物病原絲狀真菌中糖苷水解酶的功能提供重要的理論支撐。

1 糖苷水解酶的分類和功能

1.1 糖苷水解酶的分類

糖苷水解酶的分類依據(jù)及類別［12］見表2。根據(jù)序列相似性，使用算法方法將糖苷水解酶分為100多個家族［13］。目前，糖苷水解酶的水解機(jī)制主要包括反轉(zhuǎn)機(jī)制、保留機(jī)制、親核氨基酸激活機(jī)制、外源堿性氨基酸催化機(jī)制、鄰近基團(tuán)親核機(jī)制及煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD）依賴機(jī)制6種，其中反轉(zhuǎn)機(jī)制、保留機(jī)制為常見催化作用機(jī)制，催化作用機(jī)制、分子機(jī)制對于絕大多數(shù)糖苷酶家族及糖苷鍵周圍的幾何形狀都是保守的。外切、內(nèi)切是糖苷水解酶在末端或鏈中間切割底物的能力［14-18］。例如，大多數(shù)纖維素酶是內(nèi)作用的，而來自大腸桿菌的β-半乳糖苷酶（LacZ）是外作用的。

1.2 糖苷水解酶的功能

糖苷水解酶廣泛存在于各種生物體內(nèi)，參與多個生命過程，如代謝、消化、免疫等［19-20］。糖苷水解酶能夠分解糖苷鍵，從而實現(xiàn)糖分離和糖純化，因此在糖業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。此外，在食品工業(yè)中，它們可以用于食品風(fēng)味改良，并增加食品的營養(yǎng)價值［21-22］。在醫(yī)藥工業(yè)中，糖苷水解酶可以用于制備藥物，如具有祛風(fēng)濕、抑菌、免疫調(diào)節(jié)抗腫瘤、抗炎癥等作用的藥物［5］。在生物技術(shù)中，糖苷水解酶可以用于研究糖苷鍵的生物學(xué)功能，并在糖生物學(xué)、蛋白組學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。在生物制藥中，糖苷水解酶可用于制備生物制劑，如細(xì)胞壁蛋白酶、細(xì)胞膜蛋白酶等。因此，糖苷水解酶在能源、食品、紡織、洗滌劑、造紙等許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景［10-11］。

前人利用X-射線晶體學(xué)、核磁共振等技術(shù)確定糖苷水解酶的三維結(jié)構(gòu)，揭示其催化機(jī)理和底物特異性［6］。糖苷水解酶被廣泛應(yīng)用于制藥、食品、飼料等領(lǐng)域，前人對其在這些方面的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究［23］。通過基因工程技術(shù)，前人成功克隆了多種糖苷水解酶基因，并將其表達(dá)于大腸桿菌等宿主中，從而實現(xiàn)大規(guī)模的酶生產(chǎn)［24］。有研究發(fā)現(xiàn)，糖苷水解酶的活性受多種因素影響，包括溫度、pH值、金屬離子等，通過對這些調(diào)控因素的深入研究，為提高酶的活性和穩(wěn)定性提供了理論和試驗基礎(chǔ)［25-26］。對于糖苷水解酶功能的研究涉及多個方面，為研究人員深入探究其作用機(jī)制和應(yīng)用打下了堅實基礎(chǔ)。

2 糖苷水解酶在植物病原絲狀真菌中的功能

2.1 稻瘟病菌

糖苷水解酶是一種在植物病原絲狀真菌侵染、代謝中起重要作用的酶類，其在植物病原絲狀真菌中的功能見表3。糖苷水解酶的作用機(jī)制主要是通過水解植物細(xì)胞壁中的糖類物質(zhì)，如纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等來釋放營養(yǎng)物質(zhì)并加強(qiáng)菌絲的滲透性，從而促進(jìn)病原菌對宿主植物的侵染［27］。在植物病原真菌與寄主的互作中，糖苷水解酶的表達(dá)和分泌受到多種因素的調(diào)節(jié)，如病原真菌與寄主植物之間的信號傳遞、環(huán)境因素的調(diào)控等［28-29］。病原真菌通過誘導(dǎo)表達(dá)和分泌糖苷水解酶等相關(guān)酶類，從而增強(qiáng)其在寄主植物中的營養(yǎng)吸收能力，同時也會加重寄主植物受到的危害。糖苷水解酶還可通過消減植物細(xì)胞壁、木質(zhì)素等化合物，釋放一些植物生長因子和調(diào)節(jié)物質(zhì)如乙烯等，這些物質(zhì)可影響宿主植物的生長和發(fā)育，并為病原真菌的侵染和繁殖提供必要的營養(yǎng)和環(huán)境條件［30-32］。稻瘟病是稻谷的一種重要病害，稻瘟病菌中存在多種糖苷水解酶，其中一些具有重要的生物學(xué)功能［33］。有研究發(fā)現(xiàn)，稻瘟病菌中的糖苷水解酶可以分解宿主中的水解纖維素、低聚果糖、低聚葡萄糖、低聚半乳糖等多種復(fù)雜的碳水化合物，從而為菌體提供能量和營養(yǎng)物質(zhì)。同時，糖苷水解酶還可以使稻瘟病菌釋放出一些細(xì)胞毒素和酸性代謝產(chǎn)物，進(jìn)一步破壞宿主細(xì)胞，并引發(fā)病害癥狀［34］。因此，糖苷水解酶在稻瘟病菌中的侵染和代謝具有非常重要的作用，其與病原菌及其宿主植物之間相互作用密切［4］。了解糖苷水解酶的作用機(jī)制和相互作用，有助于深入了解其致病機(jī)制，為控制稻瘟病菌的感染提供更有效的方法和策略。

2.2 禾谷炭疽病菌

禾谷炭疽病菌是炭疽菌屬中重要的植物病原真菌，可導(dǎo)致玉米、小麥、藍(lán)草、黑麥草和羊茅等多種禾本科作物的感染與腐爛［2，35-38］。糖苷水解酶是該真菌體內(nèi)一種重要的酶類，其主要作用是水解糖苷鍵，將多糖分解為單糖，為真菌提供能量和碳源。禾谷炭疽病菌中糖苷水解酶功能不僅局限于有機(jī)物分解和代謝，更重要的是參與生物膜和生物膠的合成、細(xì)胞分裂和感染等過程。在生物膜的合成過程中，糖苷水解酶可以參與多糖的合成和降解，影響菌體生長和附著。在細(xì)胞分裂過程中，糖苷水解酶可以參與細(xì)胞壁成分的合成和降解，從而促進(jìn)胞壁的重組和細(xì)胞分裂。有研究發(fā)現(xiàn)，在感染過程中，糖苷水解酶可以介導(dǎo)禾谷炭疽病菌的侵染，并且參與禾谷炭疽病菌及其寄主植物細(xì)胞的相互作用，影響病菌在植物體內(nèi)的生長和繁殖。因此，深入研究禾谷炭疽病菌中糖苷水解酶的功能，有助于理解該菌的致病機(jī)制、尋找新的抗病毒策略和開發(fā)新的防治措施，從而有效遏制禾谷炭疽病的傳播和發(fā)展。

2.3 希金斯炭疽病菌

希金斯炭疽病菌是一種重要的植物病原真菌，可引起十字花科蔬菜發(fā)生嚴(yán)重的炭疽病，對蔬菜生產(chǎn)造成很大影響［39-40］。糖苷水解酶是一種水解酶，能夠水解糖苷鍵。有研究發(fā)現(xiàn)，糖苷水解酶在希金斯炭疽病菌中起著重要的生物學(xué)作用。具體而言，糖苷水解酶在希金斯炭疽病菌中能夠水解多種糖苷類物質(zhì)，包括淀粉、半乳糖和蔗糖等，這些物質(zhì)是希金斯炭疽病菌生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì)，糖苷水解酶的活性可以促進(jìn)希金斯炭疽病菌對這些物質(zhì)的利用。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，糖苷水解酶可能在希金斯炭疽病菌的致病機(jī)制中發(fā)揮作用。希金斯炭疽病菌的細(xì)胞壁上有一種聚葡萄糖膠囊，這種聚葡萄糖膠囊能夠保護(hù)細(xì)菌免受宿主的免疫系統(tǒng)攻擊。糖苷水解酶能夠水解聚葡萄糖膠囊中的葡萄糖基團(tuán)，破壞聚葡萄糖膠囊的完整性，可能有助于希金斯炭疽病菌侵入宿主組織并引發(fā)疾病?？偟膩碚f，糖苷水解酶在希金斯炭疽病菌的生長、致病過程中都扮演著重要角色。對糖苷水解酶的功能研究有助于深入理解希金斯炭疽菌的生物學(xué)特性，為炭疽病的防治提供理論依據(jù)。

3 有關(guān)糖苷水解酶的研究方法

3.1 分離和鑒定

采用病原真菌酶的分離純化、酶學(xué)特性研究方法，涉及樣本采集、酶提取、酶活性測定、酶純化和酶學(xué)特性研究等，用于深入了解病原真菌的酶學(xué)特性和功能，可為進(jìn)一步探索其在病害發(fā)生中的作用提供理論基礎(chǔ)。選擇適合病原真菌生長的培養(yǎng)基，如馬鈴薯蔗糖瓊脂?？刹捎靡韵虏襟E開展糖苷水解酶的分離：從病害的患處收集帶有病原絲狀真菌的樣本，避免樣本被外界污染；將收集到的樣本切碎后，加入適量的緩沖液，在4 ℃條件下冷藏過夜，用無菌棉球或濾紙過濾提取酶液；采用標(biāo)準(zhǔn)糖苷水解反應(yīng)體系，觀察糖苷水解酶產(chǎn)生的酶活性；將測定出有酶活性的培養(yǎng)物采用離心、電泳、柱層析等方法進(jìn)一步分離和純化，最終得到單一的純化酶；對得到的純化酶進(jìn)行酶學(xué)特性（如酶的相對分子量、pH值和溫度穩(wěn)定性等性質(zhì)）研究。通過以上鑒定分離方法可以對植物病原絲狀真菌糖苷水解酶進(jìn)行分離純化并了解其性質(zhì)，有助于深入研究它們在植物病害中的作用機(jī)制。

3.2 生物學(xué)特性

植物病原絲狀真菌糖苷水解酶在植物體內(nèi)能夠降解植物的細(xì)胞壁和組織，從而導(dǎo)致植物的基本生理功能障礙，引發(fā)植物病害［41］。在近年的研究中，植物病原真菌糖苷水解酶的生物學(xué)特性得到了廣泛關(guān)注。該酶類蛋白的生物學(xué)特性包括相對分子量、結(jié)構(gòu)、活性、半衰期等，其分子量差異較大，分子量為30 u以上時比較常見［42-44］。該酶類蛋白通常由多個亞基組成，其結(jié)構(gòu)形式多為四聚體、五聚體及六聚體等多聚體結(jié)構(gòu)。糖苷水解酶的活性與其結(jié)構(gòu)、基質(zhì)和pH值等有關(guān)［21］。此外，糖苷水解酶的半衰期較短，多數(shù)不會超過幾個小時，這也是其在植物病害發(fā)生過程中起到重要作用的主要原因之一。因此，對植物病原真菌糖苷水解酶的生物學(xué)特性研究，對于深入了解植物病害的發(fā)生機(jī)制、制定遏制措施等都有十分重要的意義。

3.3 基因的克隆和表達(dá)分析

植物病原絲狀真菌糖苷水解酶基因的克隆和表達(dá)分析是研究這類真菌的分子機(jī)制及病害防治的重要基礎(chǔ)。這類糖苷水解酶基因的克隆通常采用RT-PCR、普通PCR等方法，利用已知病原真菌的其他物種和同源酶的保守序列，設(shè)計寡核苷酸引物進(jìn)行擴(kuò)展。經(jīng)過克隆后，利用序列比對和系統(tǒng)發(fā)育分析等方法確定新得到的序列。該類基因的克隆，對揭示病原真菌的分類、特征及生物學(xué)意義有極大幫助。除了克隆基因，研究表達(dá)水平是了解病菌致病性和防治的重要手段。在真菌的生命周期中，酶類基因在特定時期被表達(dá)，糖苷水解酶基因的表達(dá)是引起植物病變的重要因素之一。因此，了解在真菌的生長過程中糖苷水解酶基因的表達(dá)情況，能夠為相應(yīng)的防控策略和治療方法提供依據(jù)。

目前，采用實時定量PCR技術(shù)可以快速、高效地檢測真菌基因的表達(dá)情況，引用內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)曲線或計算相對表達(dá)水平。通過分析表達(dá)水平的變化，可以了解在不同環(huán)境條件下，真菌的糖苷水解酶基因的表達(dá)，為疾病防控提供依據(jù)。綜上所述，植物病原絲狀真菌糖苷水解酶基因的克隆和表達(dá)分析，是深入研究植物真菌病害致病機(jī)制以及尋找相應(yīng)防治措施和藥物的重要手段。

4 展望

4.1 糖苷水解酶功能解析是開展植物病原絲狀真菌的重點

糖苷水解酶作為一類存在于許多生物體中的酶，可以通過水解生物的糖苷鍵將糖苷化合物分解為糖和非糖基團(tuán)。在植物病原絲狀真菌中，糖苷水解酶參與病原菌在寄主植物中的營養(yǎng)吸收、組織侵染、代謝適應(yīng)等多個關(guān)鍵生物學(xué)過程。筆者所在團(tuán)隊前期利用CRISPR-cas技術(shù)對核桃炭疽病菌中的部分糖苷水解酶開展了功能解析（數(shù)據(jù)未發(fā)表），然而對于糖苷水解酶功能的解析尚不全面，嚴(yán)重影響了對于植物病原絲狀真菌侵染機(jī)制的解析及后續(xù)植物病原菌防控的研究。因此，深入解析糖苷水解酶的功能，有助于進(jìn)一步明確植物病原絲狀真菌侵染植物作用機(jī)制，并深入拓展對糖苷水解酶功能的認(rèn)知，從而更好地在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用。隨著生物大分子結(jié)構(gòu)解析技術(shù)的成熟，以及生物信息學(xué)分析技術(shù)的不斷發(fā)展，針對植物病原絲狀真菌中的糖苷水解酶功能解析，有助于對植物與病原菌互作機(jī)制的理解，推進(jìn)對植物免疫防衛(wèi)反應(yīng)機(jī)制的認(rèn)知。同時，通過對重要農(nóng)林植物病原絲狀真菌中糖苷水解酶功能的研究，可以進(jìn)一步揭示植物病原絲狀真菌在寄主植物中的代謝適應(yīng)和生物學(xué)功能，并為研究病原菌-寄主互作機(jī)制、開發(fā)新的生物農(nóng)藥和抗真菌藥物提供理論基礎(chǔ)和試驗依據(jù)。

4.2 糖苷水解酶互作蛋白找尋是理解植物病原絲狀真菌侵染機(jī)制的難點

關(guān)于糖苷水解酶在植物病原絲狀真菌侵染寄主植物過程中，是否存在同種糖苷水解酶蛋白寡聚化方式作用于植物免疫系統(tǒng)、不同種糖苷水解酶蛋白協(xié)同作用危害植物、同一亞類糖苷水解酶蛋白寡聚化或協(xié)同作用植物生長發(fā)育與抗病作用等問題，均有待進(jìn)一步明確。前期筆者所在研究小組通過生物信息學(xué)分析及分子對接技術(shù)，開展了禾谷炭疽病菌、希金斯炭疽病菌及核桃炭疽病菌中糖苷水解酶互作蛋白的找尋工作，明確同種糖苷水解酶蛋白、不同種糖苷水解酶蛋白及同一亞類糖苷水解酶蛋白存在互作關(guān)系，推測在植物病原絲狀真菌侵染寄主過程中，不同類別糖苷水解酶蛋白、同一類別不同亞類糖苷水解酶蛋白發(fā)揮著協(xié)同作用。盡管如此，學(xué)術(shù)界對于植物病原絲狀真菌中糖苷水解酶互作蛋白的找尋尚不夠深入，當(dāng)前對于病原菌效應(yīng)分子或致病基因的互作蛋白找尋大多停留于從寄主植物找尋受體蛋白，缺乏對于植物病原絲狀真菌中效應(yīng)分子或致病基因“群體蛋白”的找尋，嚴(yán)重制約著對植物病原絲狀真菌致病機(jī)制的理解。不同類別的糖苷水解酶及“群體蛋白”能夠協(xié)同作用，降解寄主植物細(xì)胞壁的主要成分（包括纖維素和半纖維素）。可以協(xié)同發(fā)揮作用降解寄主植物細(xì)胞壁的主要成分（纖維素、半纖維素），從而破壞植物細(xì)胞壁的完整性，使真菌能夠穿過細(xì)胞壁，侵入植物細(xì)胞內(nèi)部。然而，準(zhǔn)確找尋糖苷水解酶互作蛋白仍然存在很多難點，如生物信息學(xué)分析識別和篩選方法尚不完善、生物學(xué)試驗花費較大等。

4.3 糖苷水解酶改造應(yīng)用是未來植物病害防治中的熱點

植物病原絲狀真菌糖苷水解酶在實現(xiàn)其操控寄主植物方面發(fā)揮著重要作用，推測該蛋白可作為未來植物病害防控藥劑的重要靶標(biāo)，進(jìn)而開發(fā)相應(yīng)的化學(xué)藥劑，實現(xiàn)對農(nóng)林重要植物病原絲狀真菌的防控。當(dāng)前化學(xué)農(nóng)藥在防控農(nóng)林重要植物病害方面發(fā)揮著重要作用，化學(xué)防治發(fā)揮著其他方法不可替代的作用。然而，隨著化學(xué)藥劑的不斷施用，植物病原絲狀真菌耐藥性情況被不斷報道，耐藥性菌株不斷出現(xiàn)，嚴(yán)重影響著化學(xué)藥劑的防控效果，急需開發(fā)出具有新的作用靶標(biāo)的新型化學(xué)農(nóng)藥。因此，深入解析植物病原絲狀真菌中糖苷水解酶特性及功能，挖掘針對性作用靶標(biāo)，有助于未來更好地改造應(yīng)用糖苷水解酶，并推進(jìn)植物病原絲狀真菌糖苷水解酶在植物病害防治的應(yīng)用前景。植物病原絲狀真菌糖苷水解酶的應(yīng)用可以提高植物的免疫力，降低作物受到病害的概率，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。同時，深入探索和優(yōu)化不同植物病原絲狀真菌中同類糖苷水解酶的找尋及應(yīng)用技術(shù)，根據(jù)共同特征找尋共同靶標(biāo)，從而有助于開發(fā)廣譜性化學(xué)農(nóng)藥，促進(jìn)植物病害防治技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

［1］張浩東，趙清梅，薛佳祺，等. 絲狀真菌的轉(zhuǎn)錄調(diào)控啟動子及其功能研究進(jìn)展［J］. 農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，2021，42（4）：56-64，9.

［2］Dean R，van Kan J A L，Pretorius Z A，et al. The Top 10 fungal pathogens in molecular plant pathology［J］. Molecular Plant Pathology，2012，13（4）：414-430.

［3］Cantarel B L，Coutinho P M，Rancurel C，et al. The carbohydrate-active enzymes database （CAZy）：an expert resource for glycogenomics［J］. Nucleic Acids Research，2009，37（Suppl1）：D233-D238.

［4］陳泉冰，曹偉潔，李 春，等. GH79家族糖苷水解酶分子進(jìn)化關(guān)系和蛋白結(jié)構(gòu)研究［J］. 生物技術(shù)通報，2023，39（1）：104-114.

［5］原 野，胡彥波，周義發(fā). 糖苷水解酶：生物轉(zhuǎn)化制備活性糖苷與苷元的有效工具［J］. 微生物學(xué)報，2017，57（8）：1219-1234.

［6］陸 璐，陶雅軍，羅學(xué)婭，等. 糖苷水解酶32家族結(jié)構(gòu)與功能的研究進(jìn)展［J］. 中國釀造，2019，38（8）：14-19.

［7］Chen W，Jiang X，Yang Q. Glycoside hydrolase family 18 chitinases：the known and the unknown［J］. Biotechnology Advances，2020，43：107553.

［8］周林芳，江 波，張 濤，等. 糖苷水解酶第3家族β-葡萄糖苷酶的研究進(jìn)展［J］. 食品工業(yè)科技，2017，38（14）：330-335.

［9］劉國芳，任沛東，葉文新，等. 十字花科黑腐病菌中轉(zhuǎn)錄因子HpaR1與Clp調(diào)控一個糖苷水解酶基因表達(dá)的分析［J］. 遺傳，2021，43（9）：910-920.

［10］Jrgensen H，Vibe-Pedersen J，Larsen J，et al. Liquefaction of lignocellulose at high-solids concentrations［J］. Biotechnology & Bioengineering，2010，96（5）：862-870.

［11］Shanmugam S，Krishnaswamy S，Chandrababu R，et al. Optimal immobilization of Trichoderma asperellum laccase on polymer coated Fe3O4-SiO2 nanoparticles for enhanced biohydrogen production from delignified lignocellulosic biomass［J］. Fuel，2020，273：117777.

［12］Vasella A，Davies G J，Bhm M. Glycosidase mechanisms［J］. Current Opinion in Chemical Biology，2002，6（5）：619-629.

［13］Henrissat B. A classification of glycosyl hydrolases based on amino acid sequence similarities［J］. Biochemical Journal，1991，280（2）：309-316.

［14］Davies G，Henrissat B. Structures and mechanisms of glycosyl hydrolases［J］. Structure，1995，3（9）：853-859.

［15］Gebler J，Gilkes N R，Claeyssens M，et al. Stereoselective hydrolysis catalyzed by related beta-1，4-glucanases and beta-1，4-xylanases［J］. The Journal of Biological Chemistry，1992，267（18）：12559-12561.

［16］Henrissat B，Callebaut I，F(xiàn)abrega S，et al. Conserved catalytic machinery and the prediction of a common fold for several families of glycosyl hydrolases［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences，1995，92（15）：7090-7094.

［17］White A，Rose D R. Mechanism of catalysis by retaining β-glycosyl hydrolases［J］. Current opinion in structural biology，1997，7（5）：645-651.

［18］Withers S. Mechanisms of glycosyl transferases and hydrolases［J］. Carbohydrate Polymers，2001，44（4）：325-337.

［19］Rudd P M，Wormald M R，Dwek R A. Glycosylation and the immune system［J］. Journal of Protein Chemistry，1998，17（6）：519.

［20］Kytidou K，Artola M，Overkleeft H S，et al. Plant glycosides and glycosidases：a treasure-trove for therapeutics［J］. Frontiers in Plant Science，2020，11：357.

［21］李 聰，王 允. 棘孢木霉糖苷水解酶3基因家族的生物信息學(xué)及表達(dá)模式分析［J］. 微生物學(xué)通報，2023，50（1）：1-12.

［22］周慶新，戴炳業(yè)，陳蕾蕾，等. 瑞氏木霉中β-葡萄糖苷酶基因功能研究進(jìn)展［J］. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2014，16（2）：74-78.

［23］Sharma A，Tewari R，Rana S S，et al. Cellulases：classification，methods of determination and industrial applications［J］. Applied Biochemistry and Biotechnology，2016，179：1346-1380.

［24］Kim E S，Lee H J，Bang W G，et al. Functional characterization of a bacterial expansin from Bacillus subtilis for enhanced enzymatic hydrolysis of cellulose［J］. Biotechnology and Bioengineering，2010，102（5）：1342-1353.

［25］Cantarel B L，Coutinho P M，Rancurel C，et al. The carbohydrate-active ENZYMES database （CAZy）：an expert resource for glycogenomics［J］. Nucleic Acids Research，2008，37（1）：D233-D238.

［26］Crennell S J，Hreggvidsson G O，Karlsson E N. The structure of Rhodothermus marinus Cel12A，a highly thermostable family 12 endoglucanase，at 1.8 resolution［J］. Journal of Molecular Biology，2002，320（4）：883-897.

［27］韓長志，許 僖. 植物病原絲狀真菌分泌蛋白及CAZymes的研究進(jìn)展［J］. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2017，41（5）：152-160.

［28］Larrucea S，Butta N，Arias-Salgado E G，et al. Expression of podocalyxin enhances the adherence，migration，and intercellular communication of cells［J］. Experimental Cell Research，2008，314（10）：2004-2015.

［29］Okuyama M. Function and structure studies of GH family 31 and 97 α-glycosidases［J］. Bioscience，Biotechnology and Biochemistry，2011，75（12）：2269-2277.

［30］Burnaugh A M，F(xiàn)rantz L J，King S J. Growth of Streptococcus pneumoniae on human glycoconjugates is dependent upon the sequential activity of bacterial exoglycosidases［J］. Journal of Bacteriology，2008，190（1）：221-230.

［31］楊利艷，郭曉娣，張玉榮，等. 外源乙烯利對禾谷炭疽菌生物學(xué)特性的影響及轉(zhuǎn)BtACO基因植物的抗病性評價［J］. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2022，27（3）：33-40.

［32］Sharon A，F(xiàn)uchs Y，Anderson J D. The elicitation of ethylene biosynthesis by a Trichoderma xylanase is not related to the cell wall degradation activity of the enzyme［J］. Plant Physiology，1993，102（4）：1325-1329.

［33］陳 龍，洪永河，吳曉賢，等. 稻瘟病菌NUDIX水解酶家族的生物信息學(xué)及表達(dá)特性研究［J］. 分子植物育種，2016，14（5）：1075-1081.

［34］周 潔，鄭祥梓，蘭 斕，等. 稻瘟病菌假定的糖基水解酶62家族初步研究［J］. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，42（8）：2754-2762.

［35］Torres M F，Ghaffari N，Buiate E a S，et al. A Colletotrichum graminicola mutant deficient in the establishment of biotrophy reveals early transcriptional events in the maize anthracnose disease interaction［J］. BMC Genomics，2016，17（1）：202.

［36］韓長志，任文來. 禾谷炭疽菌GPCR蛋白生物信息學(xué)分析［J］. 西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2016，36（4）：82-87.

［37］劉 涵，孟成真，劉玉青，等. 禾谷炭疽菌CgRab5A的亞細(xì)胞定位研究［J］. 安徽農(nóng)學(xué)通報，2019，25（22）：99-102.

［38］覃 悅，韓長志. 禾谷炭疽菌內(nèi)吞相關(guān)蛋白找尋及其生物信息學(xué)［J］. 科學(xué)技術(shù)與工程，2021，21（13）：5287-5295.

［39］祝一鳴，劉艷瀟，何九卿，等. 希金斯炭疽菌效應(yīng)子基因ChEP085的功能研究［J］. 華北農(nóng)學(xué)報，2022，37（2）：192-200.

［40］陳光建，覃 悅，韓長志. 希金斯炭疽菌中NPFxD基序蛋白找尋及其生物信息學(xué)分析［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，50（5）：35-40.

［41］Robb M，Hobbs J K，Woodiga S A，et al. Molecular characterization of N-glycan degradation and transport in Streptococcus pneumoniae and its contribution to virulence［J］. PLoS Pathogens，2017，13（1）：e1006090.

［42］Addala M S，Gudipati M. Purification and characterization of a novel α-D-glucosidase from Lactobacillus fermentum with unique substrate specificity towards resistant starch［J］. Journal of General & Applied Microbiology，2017，63（6）：355-361.

［43］Masuda Y，Okuyama M，Iizuka T，et al. Purification and characterization of a chloride ion-dependent α-glucosidase from the midgut gland of Japanese scallop （Patinopecten yessoensis）［J］. Bioscience，Biotechnology，and Biochemistry，2016，80（3）：479-485.

［44］Okuyama M，Tanimoto Y，Ito T，et al. Purification and characterization of the hyper-glycosylated extracellular α-glucosidase from Schizosaccharomyces pombe［J］. Enzyme & Microbial Technology，2005，37（5）：472-480.