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酸堿滴定法優(yōu)化香蕉磷脂酶 A 活性測定及炭疽病脅迫下其 活性變化研究

2024-12-31 00:00:00陳瑜嫻李麗李靜孫健易萍黃方黃敏甘婷
熱帶作物學(xué)報 2024年8期
關(guān)鍵詞:磷脂酶卵磷脂炭疽病

摘""要:植物磷脂酶A(phospholipase"A,PLA)是細胞膜磷脂代謝中的關(guān)鍵酶,可以催化磷脂分子上多個功能基團發(fā)生裂解生成信號分子,參與調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育以及環(huán)境和生物脅迫,具有重要研究價值。本研究主要考察底物濃度、反應(yīng)溫度、緩沖溶液pH、緩沖溶液體積、反應(yīng)時間等多種因素對香蕉PLA催化卵磷脂水解活性的影響,從而優(yōu)化磷脂酶A活性測定方法,進一步根據(jù)最佳測定條件研究炭疽病脅迫下香蕉PLA活性的變化趨勢。結(jié)果表明,酸堿滴定法測定香蕉PLA活性的優(yōu)化條件:反應(yīng)體系pH"9,底物濃度為4"g/L,反應(yīng)溫度為55"℃,底物為15"mL,酶粗提液為3"mL,提取緩沖液體積與果皮重量的比值(mL/g)為3,反應(yīng)時間為7"h。在最優(yōu)條件下對炭疽病脅迫下的香蕉果皮組織進行PLA活性測定,發(fā)現(xiàn)果皮的病害程度與PLA活力呈正相關(guān),即隨著病害程度加深,PLA活性增大,且遠大于對照組。表明PLA活性大小可能與果實的抗性有關(guān),隨著果實病害程度加深,PLA活性增大,膜磷脂降解,細胞膜的完整性被破壞,從而導(dǎo)致果實腐爛。本研究明確了一種方便可行的香蕉PLA活性測定方法,為深入研究香蕉PLA的催化作用機制奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:香蕉;磷脂酶A;酸堿滴定法;酶活性;炭疽病中圖分類號:S432.1;Q556""""""文獻標志碼:A

Optimization"on"Activity"Assay"of"Banana"Phospholipase"A"by"Acid-base"Titration"and"Change"of"PLA"Activity"under"Anthracnose"Stress

CHEN"Yuxian1,"LI"Li2,3,"LI"Jing1,"SUN"Jian3,4*,"YI"Ping2*,"HUANG"Fang2,"HUANG"Min2,"GAN"Ting2

1."College"of"Chemistry"and"Bioengineering,"Guilin"University"of"Technology,"Guilin,"Guangxi"541006,"China;"2."Agro-Food"Science"and"Technology"Research"Institute,"Guangxi"Academy"of"Agricultural"Sciences,"Nanning,nbsp;Guangxi"530007,"China;"3."Guangxi"Key"Laboratory"of"Fruits"and"Vegetables"Storage-Processing"Technology,"Nanning,"Guangxi"530007,"China;"4."Guangxi"Academy"of"Agricultural"Sciences,"Nanning,"Guangxi"530007,"China

Abstract:"Plant"phospholipase"A"(PLA)"is"a"key"enzyme"in"cell"membrane"phospholipid"metabolism."It"can"catalyze"the"cleavage"of"multiple"functional"groups"on"phospholipids"to"generate"signaling"molecules,"which"are"involved"in"regulating"plant"growth"and"development"as"well"as"environmental"and"biological"stresses."PLA"possesses"important"research"value."In"this"study,"the"effects"of"various"factors"such"as"substrate"concentration,"reaction"temperature,"pH"of"buffer"solution,"buffer"solution"volume,"and"reaction"time"on"catalytic"activities"of"banana"PLA"for"phospholipid"hydrolysis"were"investigated,"so"as"to"optimize"PLA"activity"assay"method."According"to"the"optimal"assay"conditions,"the"change"of"banana"PLA"activity"under"anthracnose"stress"was"further"studied."The"results"showed"that"the"optimal"conditions"for"the"determination"of"banana"PLA"activity"by"acid-base"titration"method"were"as"follows:"pH"9,"reaction"temperature"55"℃,"substrate"concentration"4"g/L,"15"mL"substrate,"3"mL"crude"enzyme"extract,"the"ratio"of"extraction"buffer"volume"to"peel"weight"(mL/g)"3,"and"reaction"time"7"h."According"to"the"optimal"conditions,"the"PLA"activity"of"banana"peel"tissue"under"anthracnose"stress"was"determined."It"was"found"that"the"degree"of"disease"in"peel"tissue"was"positively"correlated"with"PLA"activity,"indicating"that"PLA"activity"increased"with"the"deepening"of"disease."This"suggested"that"the"level"of"PLA"activity"was"probably"related"to"fruit"resistance."As"disease"degree"deepened,"PLA"activity"increased,"membrane"phospholipids"degraded,"and"cell"membrane"integrity"disrupted,"leading"to"fruit"decay."In"this"article,"a"convenient"and"feasible"method"for"the"determination"of"banana"PLA"activity"was"established,"which"laid"a"foundation"for"further"study"of"the"catalytic"mechanism"of"banana"phospholipase"A.

Keywords:"banana;"phospholipase"A;"acid-base"titration;"enzyme"activity;"anthracnose

DOI:"10.3969/j.issn.1000-2561.2024.08.014

香蕉為芭蕉科(Musaceae)芭蕉屬(Musa)單子葉植物,果實營養(yǎng)豐富,含有礦物質(zhì)元素、抗性淀粉、膳食纖維、酚類化合物、類胡蘿卜素、植物甾醇、胺類、抗氧化劑等營養(yǎng)物質(zhì)和活性成分[1-2],加工潛力巨大[3]。隨著香蕉需求的日益增長,截至2019年,全球香蕉收獲面積達到515.86萬hm2,產(chǎn)量達到1.17億t,同時我國香蕉產(chǎn)量位居世界第2,凈進口量位居世界第3[4-5]。

香蕉炭疽病作為香蕉果實貯藏和運輸過程中的主要病害之一,發(fā)病時主要表現(xiàn)為果實表面出現(xiàn)黑褐色圓斑,隨著病斑擴大,果實硬度下降,果皮細胞膜破損,膜透性增大[6-7],膜脂過氧化加劇,營養(yǎng)成分流失,2~3"d內(nèi)果肉變黑腐爛[8-9]。目前,香蕉病害的主要防治方法仍為化學(xué)防治,但由于病菌抗性增強以及藥物殘留等問題,化學(xué)防治效果下降。因此,利用生物、化學(xué)等方式誘導(dǎo)香蕉的自身免疫系統(tǒng)獲得抗病性已成為研究熱點之一[10]。

磷脂是構(gòu)成細胞膜的基本分子,也是細胞與外界聯(lián)系和反應(yīng)的第一道屏障。細胞膜作為靈敏的環(huán)境感應(yīng)器官,當發(fā)生生物脅迫或非生物脅迫時,細胞膜中的分子受體可通過磷脂酶(phospholipase,"PL)產(chǎn)生細胞信號傳導(dǎo),從而使細胞對外界變化給予不同的反應(yīng)[11]。磷脂酶可將磷脂水解為脂肪酸、溶血卵磷脂、二酰甘油、磷酰膽堿等親脂性物質(zhì)。根據(jù)水解磷脂的部位不同又將其分為磷脂酶A(PLA)、磷脂酶C(PLC)和磷脂酶D(PLD)[12],其中PLA是重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)酶,是一類能夠在磷脂甘油部分的Sn-2位點選擇性斷裂酯鍵的酶,具有調(diào)節(jié)體內(nèi)磷脂類物質(zhì)平衡、促進細胞分化及生長等能力。研究表明,當植物面對環(huán)境脅迫時,PLA活性發(fā)生改變,通過水解細胞膜上的磷脂,使其產(chǎn)物作用于質(zhì)膜H+轉(zhuǎn)運,同時改變細胞膜的離子通透性,使胞內(nèi)Ca2+濃度增加,從而適應(yīng)不斷變化的環(huán)境和發(fā)育條件[13]。在炭疽病脅迫下,PLA活性的改變能夠在一定程度上影響果實的后熟進程。

酶活性測定是酶研究、應(yīng)用和生產(chǎn)的基礎(chǔ),與動物PLA的研究相比,雖然已有大量研究表明植物PLA參與調(diào)控植物生長發(fā)育和逆境應(yīng)答等相關(guān)過程,但是目前有關(guān)植物PLA的酶活測定、作用機制等方面的研究仍非常匱乏。前期文獻報道了PLA催化卵磷脂水解的幾種測定方法,其中酸堿滴定法是研究PLA活性的一種易于操作的方法,該方法原理:由于磷脂在磷脂酶的作用下水解產(chǎn)生大量的游離脂肪酸,使用NaOH進行中和滴定,可通過所消耗的NaOH體積間接推算出即時反應(yīng)速率等參數(shù)[14]。在實際應(yīng)用酸堿滴定法對香蕉PLA活性進行測定的過程中發(fā)現(xiàn),溫度、pH、底物濃度等多種因素對不同的研究對象影響較大。香蕉PLA活性酸堿滴定測定方法還需進一步優(yōu)化,明確該方法的具體條件,從而更加準確地測定香蕉PLA的活性。因此,本研究通過探討影響酸堿滴定法測定香蕉PLA活性的因素,獲得香蕉PLA的最優(yōu)測定條件,并利用優(yōu)化的測定方法分析炭疽病脅迫下不同貯藏時間香蕉PLA活性變化與果實后熟及腐敗進程的關(guān)系,這在科學(xué)研究和實際生產(chǎn)中具有重要的理論和實踐意義。

1""材料與方法

1.1""材料

供試香蕉品種選用廣西主栽的桂蕉1號,于2022年10月18日摘自廣西美呈農(nóng)業(yè)科技有限公司,采收時果實成熟度為7~8成熟,當天運回廣西果蔬貯藏與加工新技術(shù)重點實驗室,挑選成熟度一致、大小均一、無明顯機械傷、無病害的果實進行試驗。

主要試劑:大豆卵磷脂,上海麥克林生化科技有限公司,GR級;脫氧膽酸鈉、氯化鈣,上海源葉生物科技有限公司,分析純;氯化鈉,國藥集團化學(xué)試劑有限公司,分析純;三羥甲基氨基甲烷,北京索萊寶科技有限公司,分析純;鹽酸,成都科隆化學(xué)試劑有限公司,分析純。

主要儀器:水浴恒溫鍋,HH-S4型,金壇市萬華實驗儀器廠;酸度計,PHS-3C型,上海儀分科學(xué)儀器有限公司;高速冷凍離心機,3-18KS型,Sigma公司。

1.2""方法

1.2.1""炭疽菌孢子懸浮液的制備""香蕉炭疽菌(Colletotrichum"musae)由廣西果蔬貯藏與加工新技術(shù)重點實驗室提供(菌株編號17B)[15]。將炭疽菌接種于PDA固體培養(yǎng)基28"℃培養(yǎng)7~14"d,用接種環(huán)輕輕摩擦培養(yǎng)基表面使得孢子更容易脫落,使用移液槍將制得的菌種懸浮液轉(zhuǎn)移至50"mL錐形瓶,用無菌去離子水稀釋并調(diào)節(jié)濃度至1×"104"CFU/mL,備用。

1.2.2""樣品處理""參考李春玲等[16]報道的處理方法對采后香蕉果實進行模擬炭疽菌感染處理試驗。選用2~20"μL的移液槍在香蕉果實的腰部均勻地扎3個直徑為4"mm、深度為2.5"mm的傷口,于香蕉果實的傷口處注入20"μL炭疽菌孢子懸浮液(1×104"CFU/mL)作為實驗組,于香蕉果實的傷口處注入20"μL無菌水作為對照組。每個處理組50個果實,注射完畢后將所有供試香蕉置于開口托盤上貯藏15"d以上,貯藏溫度25"℃,相對濕度60%,根據(jù)香蕉貯藏時間間隔進行取樣及液氮保存。

1.2.3""PLA活性測定""酶的粗提液制備:準確稱取一定量的香蕉果皮組織于研缽中,加入與其體積相應(yīng)倍數(shù)的5"mmol/L、pH"7.6的Tris-HCL緩沖液,冰浴研磨5"min,使用三層尼龍紗布過濾,濾液于4"℃、4000"r/min條件下離心15"min,取其上清液備用。

反應(yīng)底物溶液制備方法:參考雷享亮、張晉陸等[14,"17]報道的處理方法并加以改進。制備含有2~5"g/L卵磷脂、2"mmol/L脫氧膽酸鈉、5"mmol/L"Tris-HCl(pH"7.6)、0.2"mmol/L"CaCl2、0.2"mol/L"NaCl的底物緩沖液,使用0.4"mol/L"NaOH調(diào)節(jié)緩沖液至相應(yīng)的pH。

反應(yīng)體系:將酶的粗提液和反應(yīng)底物溶液置于相應(yīng)溫度下保溫5"min,取3"mL粗提液和15"mL底物溶液迅速混勻,將混合液置于相應(yīng)溫度下反應(yīng)4~10"h。

自由脂肪酸(FFA)生成量測定:取2"mL不同時間段的反應(yīng)體系中的待測液,用蒸餾水稀釋25倍,從稀釋液中量取5"mL于50"mL錐形瓶中,在冰浴中用2"mmol/L"NaOH滴定至初始pH,記錄所消耗的NaOH體積數(shù)V(mL),推算出每克香蕉PLA水解卵磷脂釋放出的FFA生成量(μmol/g)。以單位時間內(nèi)每克香蕉果皮中PLA水解磷脂產(chǎn)生的游離脂肪酸量,即μmol/(g·h)表示PLA活性。具體計算公式如下:

1.2.4""炭疽病脅迫對香蕉PLA水解卵磷脂活性的影響""稱取一定量的實驗組或?qū)φ战M香蕉果皮組織于研缽中,其中實驗組為炭疽病脅迫下的香蕉果皮組織,對照組為無菌水處理下的香蕉果皮組織。根據(jù)果皮質(zhì)量加入3倍的5"mmol/L(pH"7.6)Tris-HCL緩沖液,冰浴上研磨5"min,使用三層尼龍紗布過濾,濾液于4"℃、4000"r/min條件下離心15"min,取其上清液備用。選用篩選出的最佳底物濃度、溫度、反應(yīng)體系pH以及反應(yīng)時間等反應(yīng)條件進行后續(xù)香蕉PLA水解卵磷脂的活性測定試驗。

1.3""數(shù)據(jù)處理

試驗重復(fù)3次,結(jié)果為均值±標準誤差,采用SPSS"22軟件(IBM,芝加哥,美國)對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,利用Duncan檢驗分析法進行因素水平間的顯著性方差分析(Plt;0.05),用Origin"2021軟件(OriginLab,北安普敦,馬薩諸塞州,美國)制圖。

2""結(jié)果與分析

2.1""影響PLA水解卵磷脂活性的因素分析

2.1.1""底物濃度對PLA水解卵磷脂活性的影響""參考雷享亮、張晉陸等[14,"17]的方法設(shè)定初始參數(shù):反應(yīng)體系pH"7.6,溫度40"℃,緩沖液體積/樣品質(zhì)量(mL/g)為5。由于卵磷脂在水中的溶解度有限,因此測定卵磷脂濃度為2、3、4、5"g/L時的底物溶液濃度對香蕉PLA水解卵磷脂活性的影響,記錄FFA生成量隨著時間的變化動態(tài)。由圖1可知,在其他條件恒定的條件下,底物濃度對于酶促反應(yīng)的速度有很大影響,隨著底物濃度增加,酶促反應(yīng)速度加快,到達一定程度后,反應(yīng)速度趨于穩(wěn)定。香蕉磷脂酶水解卵磷脂產(chǎn)生的FFA含量隨著反應(yīng)時間的增加逐漸增大,其中底物卵磷脂濃度為4"g/L及5"g/L時,F(xiàn)FA生成量顯著大于2"g/L和3"g/L(Plt;0.05),且4"g/L及5"g/L間FFA生成量相差不大,因此后續(xù)試驗選擇的最佳濃度為4"g/L。

2.1.2""溫度對PLA水解卵磷脂活性的影響""設(shè)定底物卵磷脂濃度為4"g/L,反應(yīng)體系pH"7.6,緩沖液體積/樣品質(zhì)量(mL/g)為5,測定反應(yīng)溫度為40、45、50、55、60"℃時對香蕉PLA水解卵磷脂活性的影響,記錄FFA生成量隨著時間的變化動態(tài)。由圖2可知,當反應(yīng)溫度為60"℃時,F(xiàn)FA生成量明顯降低。在溫度低于60"℃時,隨著反應(yīng)溫度的增高,F(xiàn)FA生成量增加,各溫度下FFA生成量差異顯著(Plt;0.05)。其中55"℃下FFA的生成量平穩(wěn)增長,且最多。溫度對于酶促反應(yīng)的影響有雙重作用,一方面,在一定范圍內(nèi)隨著溫度升高,可以加快酶促反應(yīng),磷脂酶A活性增大;另一方面,當溫度過高時,導(dǎo)致酶變性,酶活性下降,因此香蕉PLA活力的適宜溫度為55"℃。

2.1.3""反應(yīng)體系pH對PLA水解卵磷脂活性的影響""設(shè)定底物卵磷脂濃度為4"g/L,溫度為55"℃,緩沖液體積/樣品質(zhì)量(mL/g)為5,測定反應(yīng)體系pH為6、7、8、9時對香蕉PLA水解卵磷脂活性的影響,記錄FFA生成量隨著時間的變化動態(tài)。由圖3可知,反應(yīng)體系的pH對酶催化活力的影響極為顯著,這可能是因為pH改變了酶活性部位有關(guān)基團的解離狀態(tài)[18],使其適于或不適于與底物結(jié)合,從而影響酶促反應(yīng)結(jié)果。結(jié)果表明,隨著反應(yīng)體系pH增大,F(xiàn)FA生成量增多,不同pH條件下FFA的生成量差異顯著(Plt;"0.05)。反應(yīng)體系pH為6和7時,F(xiàn)FA生成量少,且隨著時間的變化不大。反應(yīng)體系pH為8時,F(xiàn)FA生成量較前二者多,且隨著時間的變化緩慢增加。反應(yīng)體系pH為9時,F(xiàn)FA生成量最大。

2.1.4""緩沖液體積對PLA水解卵磷脂活性的影響""設(shè)定底物卵磷脂濃度為4"g/L,溫度為55"℃,反應(yīng)體系pH"9,測定緩沖液體積/樣品質(zhì)量(mL/g)為2、3、4、5時對香蕉PLA水解卵磷脂活性的影響,記錄FFA生成量隨著時間的變化動態(tài)(圖4)。研究表明,不同緩沖液體積下香蕉磷脂酶水解卵磷脂存在明顯差異。在反應(yīng)進行初期,2倍的反應(yīng)體系中FFA的生成量較大,但隨著反應(yīng)進行到3倍時,反應(yīng)體系中FFA的生成量逐漸增大。在反應(yīng)后期,緩沖液為3倍時反應(yīng)體系中FFA生成量最大,且與其他倍數(shù)相比差異顯著(Plt;0.05),因此在香蕉PLA水解卵磷脂活性測定試驗中緩沖液體積(mL)與樣品質(zhì)量(g)的最佳比值為3。

Fig."4""Effect"of"extraction"buffer"volume"on"lecithin"hydrolysis"of"banana"phospholipase"A

2.1.5""反應(yīng)時間的確定""設(shè)定底物卵磷脂濃度為4"g/L,溫度為55"℃,反應(yīng)體系pH"9,測定緩沖液體積/樣品質(zhì)量(mL/g)為3時對香蕉PLA水解卵磷脂活性的影響,記錄FFA生成量隨著時間的變化動態(tài)。由圖5可知,反應(yīng)前7"h,隨著反應(yīng)進行,反應(yīng)體系中FFA的含量逐漸增大,8"h時反應(yīng)速率減緩,此時FFA含量為(155.667±0.167)μmol/g。與其他時間段對比可知,7"h時反應(yīng)速度最快,可見反應(yīng)時間以7"h為宜。

2.2""炭疽病脅迫對香蕉PLA活性的影響

由圖6可知,隨著貯藏時間增加,香蕉果實果皮褐變程度加深,果實逐漸腐敗。在炭疽病脅迫下,實驗組的香蕉果實病斑直徑逐漸增大,果實腐敗速度加快,而對照組的果實病斑直徑變化不大,果實腐敗速率較緩。在香蕉PLA最適活性測定條件下,即底物卵磷脂濃度為4"g/L,溫度為55"℃,反應(yīng)體系pH"9,測定緩沖液體積/樣品質(zhì)量(mL/g)為3,反應(yīng)時間為7"h,測定炭疽病脅迫對香蕉PLA活性的影響。結(jié)果如圖7所示,隨著貯藏時間增加,實驗組及對照組的PLA活性均明顯上升,且接種炭疽菌的香蕉果實PLA活性遠遠大于未接種的PLA活性。由此可知,PLA活性變化與香蕉后熟過程有關(guān),隨著貯藏時間增加,PLA活性增大。同時,炭疽病脅迫會對香蕉果實中PLA活性有所影響,PLA活性顯著增加。

3""討論

PLA是一類廣泛存在于動植物細胞中的重要的水解酶,能夠參與調(diào)控細胞膜代謝和信號傳導(dǎo)等生物學(xué)過程。目前,已有一些研究通過不同方法測定生物中PLA活性。FENG等[19]發(fā)現(xiàn)熒光基團標記的磷脂酶類物質(zhì)可以被PLA2催化并產(chǎn)生熒光信號,因此利用實時熒光測定方法,可以實時檢測PLA2的活性變化,并可以在細胞水平上測定其活性。李宏麗等[20]使用模型膽汁和合成的熒光標記底物測定豬胰臟PLA2的活性,為臨床治療膽結(jié)石提供了重要信息。MIRSKY等[21]基于磷脂酰乙醇胺與磷脂酰膽堿之間的酯鍵水解反應(yīng),通過測定膜邊界電勢的變化來間接測定PLA的活性。JIMENEZ等[22]通過直接監(jiān)測酶催化反應(yīng)中產(chǎn)生的吸收或發(fā)射光信號,采用連續(xù)分光光度法實現(xiàn)了對PLA2活性的實時監(jiān)控,能夠有效地研究PLA2在豬胰臟內(nèi)的動態(tài)變化及其與相關(guān)生理過程之間的聯(lián)系。樂貞等[23]選用瓊脂糖平板法研究PLA活性大小,根據(jù)透明圈和孔的直徑測出蛇毒sPLA2的酶活標準曲線。綜上可知,目前關(guān)于測定PLA活性的方法仍然存在一些限制,并且大部分研究都集中在動物領(lǐng)域,對于植物領(lǐng)域中的PLA活性測定方法尚顯不足。由于植物和動物細胞之間存在一些差異,首先,植物體內(nèi)PLA活性水平相對較低,需要更加敏感和準確的檢測技術(shù)來進行測定。其次,由于植物組織復(fù)雜多樣,存在著許多干擾因素,如其他酶的存在和反應(yīng)條件的調(diào)控等,使得PLA活性的準確測定變得更加復(fù)雜,因此不能將動物領(lǐng)域中的測定方法直接用于植物。然而,在植物細胞中,PLA活性與其生物學(xué)功能和代謝過程密切相關(guān)。因此,準確測定植物中PLA活性并了解植物中PLA活性的變化原因,揭示其在信號傳導(dǎo)、逆境應(yīng)答、生長發(fā)育等方面的作用機制,對深入研究植物生物學(xué)過程具有重要意義。

盡管PLA活性測定方法有多種選擇,但目前大多數(shù)研究仍然采用傳統(tǒng)的酸堿滴定法[14,"18,"24-26]。酸堿滴定法作為一種經(jīng)典的測定方法,相對于其他復(fù)雜的技術(shù)方法而言,具有適用范圍廣,可靠性強以及相對簡單等優(yōu)點。然而,傳統(tǒng)的酸堿滴定法也存在一些不足之處,例如存在樣品處理過程中可能會受到其他物質(zhì)的干擾以及準確度低等特點。因此,對現(xiàn)有的酸堿滴定法的反應(yīng)條件進行優(yōu)化仍然非常重要,這將有助于提高測定結(jié)果的準確性和實驗效率,并推動相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用發(fā)展。為了更好地優(yōu)化酸堿滴定法的反應(yīng)條件,并使其在檢測植物PLA活性方面更具有適用性,本研究旨在通過優(yōu)化香蕉PLA活性酸堿滴定法的測定條件,從以下5個方面探討香蕉PLA活性測定的最佳條件:反應(yīng)體系的酸堿平衡(pH)、反應(yīng)溫度、反應(yīng)濃度、提取緩沖液體積與果皮質(zhì)量的比值以及反應(yīng)時間。這些優(yōu)化結(jié)果在一定條件上能為進一步研究植物PLA活性以及相關(guān)生物過程提供重要的參考和基礎(chǔ)。

本研究通過酸堿滴定法試驗測得桂蕉1號香蕉PLA活性測定的最佳條件為反應(yīng)體系pH"9,反應(yīng)溫度55"℃,底物濃度4"g/L,底物溶液15"mL,酶的粗提液3"mL,提取緩沖液體積與果皮重量的比值(mL/g)為3,反應(yīng)時間7"h。在此條件下,F(xiàn)FA生成量最高可達(154.78±0.111)μmol/g,磷脂酶活性大小為(22.111±0.016)μmol/(g·h)。同樣反應(yīng)時間下,雷享亮等[14]選用酸堿滴定法測得水稻中PLA活性大小為11.428~14.286"μmol/(g·h)。鄧治等[27]選用分光光度法測得巴西橡膠樹膠乳中PLA活性大小為39.857~43.000"μmol/(mL·h)。經(jīng)過優(yōu)化的酸堿滴定測定條件能夠更加精確、便捷地測定香蕉中PLA的活性,具有良好的可重復(fù)性和可操作性,為進一步研究植物PLA活性以及相關(guān)生物過程提供重要的參考和基礎(chǔ)。

取試驗所得最優(yōu)條件對炭疽病脅迫下的香蕉果實PLA活性進行檢測,結(jié)果顯示,在炭疽菌侵染香蕉果實后,與對照組相比,其PLA活性明顯增加。此外,隨著病害程度加深,果實的PLA活性也不斷增大。這可能是由于在病害侵襲下,果實細胞膜會受到損傷或改變。為了修復(fù)細胞膜損傷,并釋放有益于抵御病原體侵入的信號分子和代謝產(chǎn)物,香蕉果實通過增加PLA酶的活性,使磷脂酰膽堿等磷脂類物質(zhì)發(fā)生水解并釋放出游離脂肪酸、溶解產(chǎn)物和次級信號分子來參與植物的防御反應(yīng)。此外,PLA活性增大還可能是由于香蕉果實對病原微生物或逆境脅迫產(chǎn)生的信號分子的感知和響應(yīng)。這些信號分子可能通過調(diào)節(jié)PLA酶的表達和活性來調(diào)控植物的防御反應(yīng)。因此,我們認為果實的PLA活性變化與其受到的病害程度密切相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)將為進一步研究PLA活性與病害脅迫之間的關(guān)系提供重要的理論依據(jù)。

參考文獻

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