论文部分内容阅读
摘 要：糖是植物的重要组成要素。随着对植物生长过程研究的不断深入，人们逐渐发现，植物中糖蛋白、信号等参数的变化分别具有相应的特征意义。基于上述内容逐渐形成植物糖生物学学科。本文从植物糖蛋白入手，植物糖生物学的研究进展进行分析和研究。
关键词：植物糖生物学；研究；进展
植物的组成要素主要包含蛋白质、核酸以及糖这3种。相对于前两种生物大分子而言，人们对植物中糖的研究相对较少。直至20世纪50年代之前，人们仍然认为糖这种生物大分子对植物的作用，仅仅为保护和满足植物的生长代谢需求。植物糖生物学的出现使得糖这种分子得到了更加深入的研究。
1 植物糖蛋白
植物糖蛋白是当前植物糖生物学学科中的重点研究对象，针对该方面，这里针对糖蛋白的组成要素研究进行初步分析，糖蛋白组成要素主要包含以下几种：
1.1 糖链
作为植物糖蛋白中的重要组成要素，糖链要素的作用大多是通过对另一种蛋白质要素整体产生的影响作用间接得到的。从整体角度来讲，在植物糖蛋白中，糖链要素的功能主要包含以下两种：第一，基于分子的外部功能。例如，当分子中出现病原体时，糖链可以与病原体结合起来，保证植物的正常生长；第二，基于分子的内部功能。例如，在植物的正常生长过程中，糖链可以在某个分子内完成植物细胞中的准确定位[1]。
1.2 蛋白质
在植物的糖蛋白中，蛋白质与糖链之间的连接关系为共价关系，且这两种要素缺一不可。在植物的生长过程中，蛋白质的作用主要是负担植物的代谢、呼吸等各项生理功能。
2 植物生长过程中的糖信号
随着生长过程特点的不同，植物中的糖信号也存在一定差别，这里主要针对以下两种生长过程特点中的糖信号进行分析：
2.1 逆境生长特点方面
从植物的生长过程来看，当其生长环境中包含不良影响因素时，其细胞壁会通过自身的防御功能，尽力将不良影响因素防御在植物的各个细胞之外。多糖是植物细胞壁的主要组成要素，其在细胞壁中的占比约为90%。当病原菌出现时，植物中的多种糖基水解酶的活力会被自动激发出来，在这些酶的作用下，植物细胞壁中部分多糖会被降解成寡糖片段，寡糖具有诱发植物形成激烈抗病反应的作用，进而实现对病原菌的有效遏制[2]。
针对寡糖的这一功能，植物糖生物学中对寡糖植物疫苗展开了实验研究。实验研究得出寡糖植物疫苗的作用机理为：基于寡糖形成糖信号之后，该糖信号会利用植物细胞膜上的既有识别受体进入细胞之内。在细胞内部，植物的质膜蛋白会发生相应的变化，如离子通道变化、活性氧含量剧增等。从本质角度来讲，上述变化都可以看成是植物信号的放大或者转导。上述信号变化的产生，会诱发植物对自身的相应防卫基因进行调控，并将其表达出来。这个过程具有加剧抗性次生代谢产物形成并累积的作用，进而实现对相关病原菌侵染的合理抵抗。
除了抵抗病原菌之外，寡糖的功能还包含免疫功能、促进植物繁殖功能、控制植物生长功能等。在植物的实际生长过程中，有生物活性寡糖的存在是保障植物正常生长的主要要素。
2.2 正常生长特点方面
正常生长环境意味着植物可以进行光合作用，在该作用过程中，伴随着太阳能向化学能的转化，植物所处环境的水和CO2被转化成单糖，利用单糖满足植物的代谢、能量消耗需求。就植物的正常生长过程而言，其糖信号主要是指葡萄糖信号与已糖信号等。就植物种子而言，其在生长发育的早期阶段，种子中的葡萄糖信号会与乙烯、生长素等植物激素产生协同作用，对子叶生长、下胚轴伸长等发育过程产生遏制作用，进而保证种苗发育的顺利进行。除此之外，在植物种子的发芽阶段，己糖信号会对植物种子的细胞分裂过程产生促进作用，进而实现提升植物种子发芽速度的目的。糖信号的产生和变化会对其作用对象产生相应影响，通过对糖信号的研究，具有提升植物所处生长状态的效果[3]。
3 植物的糖基转移酶
糖基转移酶是植物糖生物学中的重要研究内容之一。这种酶的作用主要是促进植物中所包含糖的基化目的的实现。对于植物而言，当糖基转移酶产生之后，其会对糖链产生催化作用，使得糖链快速被连接植物中某肽链的固定糖基化位点。这种酶的特点主要包含以下几种：第一，面向糖基的专一性特点。这种特点是指，每个糖基轉移酶的作用只针对同一中糖基产生作用；第二，面向底物的专一性特点。糖基转移酶这种特点的存在使得底物的作用得到有效发挥[4]。
4 结论
目前植物糖生物学这门学科的研究进展主要集中在植物的糖基转移酶、不同生长状态下的糖信号作用以及糖蛋白等方面。随着植物糖生物学研究的不断深入，糖的功能被越来越多地发掘出来，便于人们根据糖这种生物大分子判断植物所处生长特点及健康状况，有效的提高其在生活中的作用。
参考文献
[1]尹恒，王文霞，赵小明，等.植物糖生物学研究进展[J].植物学报，2010，（5）：521-529.
[2]何璐，虞泓，范源洪，等.植物繁殖生物学研究进展[J].山地农业生物学报，2010，（5）：456-460.
[3]张剑，徐桂霞，薛皓月，等.植物进化发育生物学的形成与研究进展[J].植物学通报，2007，（1）：1-30.
[4]陈红，冯云，周建梅，等.植物根系生物学研究进展[J].世界林业研究，2013，（5）：25-29.
（作者单位：牡丹江市第一高级中学）
关键词：植物糖生物学；研究；进展
植物的组成要素主要包含蛋白质、核酸以及糖这3种。相对于前两种生物大分子而言，人们对植物中糖的研究相对较少。直至20世纪50年代之前，人们仍然认为糖这种生物大分子对植物的作用，仅仅为保护和满足植物的生长代谢需求。植物糖生物学的出现使得糖这种分子得到了更加深入的研究。
1 植物糖蛋白
植物糖蛋白是当前植物糖生物学学科中的重点研究对象，针对该方面，这里针对糖蛋白的组成要素研究进行初步分析，糖蛋白组成要素主要包含以下几种：
1.1 糖链
作为植物糖蛋白中的重要组成要素，糖链要素的作用大多是通过对另一种蛋白质要素整体产生的影响作用间接得到的。从整体角度来讲，在植物糖蛋白中，糖链要素的功能主要包含以下两种：第一，基于分子的外部功能。例如，当分子中出现病原体时，糖链可以与病原体结合起来，保证植物的正常生长；第二，基于分子的内部功能。例如，在植物的正常生长过程中，糖链可以在某个分子内完成植物细胞中的准确定位[1]。
1.2 蛋白质
在植物的糖蛋白中，蛋白质与糖链之间的连接关系为共价关系，且这两种要素缺一不可。在植物的生长过程中，蛋白质的作用主要是负担植物的代谢、呼吸等各项生理功能。
2 植物生长过程中的糖信号
随着生长过程特点的不同，植物中的糖信号也存在一定差别，这里主要针对以下两种生长过程特点中的糖信号进行分析：
2.1 逆境生长特点方面
从植物的生长过程来看，当其生长环境中包含不良影响因素时，其细胞壁会通过自身的防御功能，尽力将不良影响因素防御在植物的各个细胞之外。多糖是植物细胞壁的主要组成要素，其在细胞壁中的占比约为90%。当病原菌出现时，植物中的多种糖基水解酶的活力会被自动激发出来，在这些酶的作用下，植物细胞壁中部分多糖会被降解成寡糖片段，寡糖具有诱发植物形成激烈抗病反应的作用，进而实现对病原菌的有效遏制[2]。
针对寡糖的这一功能，植物糖生物学中对寡糖植物疫苗展开了实验研究。实验研究得出寡糖植物疫苗的作用机理为：基于寡糖形成糖信号之后，该糖信号会利用植物细胞膜上的既有识别受体进入细胞之内。在细胞内部，植物的质膜蛋白会发生相应的变化，如离子通道变化、活性氧含量剧增等。从本质角度来讲，上述变化都可以看成是植物信号的放大或者转导。上述信号变化的产生，会诱发植物对自身的相应防卫基因进行调控，并将其表达出来。这个过程具有加剧抗性次生代谢产物形成并累积的作用，进而实现对相关病原菌侵染的合理抵抗。
除了抵抗病原菌之外，寡糖的功能还包含免疫功能、促进植物繁殖功能、控制植物生长功能等。在植物的实际生长过程中，有生物活性寡糖的存在是保障植物正常生长的主要要素。
2.2 正常生长特点方面
正常生长环境意味着植物可以进行光合作用，在该作用过程中，伴随着太阳能向化学能的转化，植物所处环境的水和CO2被转化成单糖，利用单糖满足植物的代谢、能量消耗需求。就植物的正常生长过程而言，其糖信号主要是指葡萄糖信号与已糖信号等。就植物种子而言，其在生长发育的早期阶段，种子中的葡萄糖信号会与乙烯、生长素等植物激素产生协同作用，对子叶生长、下胚轴伸长等发育过程产生遏制作用，进而保证种苗发育的顺利进行。除此之外，在植物种子的发芽阶段，己糖信号会对植物种子的细胞分裂过程产生促进作用，进而实现提升植物种子发芽速度的目的。糖信号的产生和变化会对其作用对象产生相应影响，通过对糖信号的研究，具有提升植物所处生长状态的效果[3]。
3 植物的糖基转移酶
糖基转移酶是植物糖生物学中的重要研究内容之一。这种酶的作用主要是促进植物中所包含糖的基化目的的实现。对于植物而言，当糖基转移酶产生之后，其会对糖链产生催化作用，使得糖链快速被连接植物中某肽链的固定糖基化位点。这种酶的特点主要包含以下几种：第一，面向糖基的专一性特点。这种特点是指，每个糖基轉移酶的作用只针对同一中糖基产生作用；第二，面向底物的专一性特点。糖基转移酶这种特点的存在使得底物的作用得到有效发挥[4]。
4 结论
目前植物糖生物学这门学科的研究进展主要集中在植物的糖基转移酶、不同生长状态下的糖信号作用以及糖蛋白等方面。随着植物糖生物学研究的不断深入，糖的功能被越来越多地发掘出来，便于人们根据糖这种生物大分子判断植物所处生长特点及健康状况，有效的提高其在生活中的作用。
参考文献
[1]尹恒，王文霞，赵小明，等.植物糖生物学研究进展[J].植物学报，2010，（5）：521-529.
[2]何璐，虞泓，范源洪，等.植物繁殖生物学研究进展[J].山地农业生物学报，2010，（5）：456-460.
[3]张剑，徐桂霞，薛皓月，等.植物进化发育生物学的形成与研究进展[J].植物学通报，2007，（1）：1-30.
[4]陈红，冯云，周建梅，等.植物根系生物学研究进展[J].世界林业研究，2013，（5）：25-29.
（作者单位：牡丹江市第一高级中学）