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(yīng)的特征意義?；谏鲜鰞?nèi)容逐漸形成植物糖生物學(xué)學(xué)科。本文從植物糖蛋白入手，植物糖生物學(xué)的研究進(jìn)展進(jìn)行分析和研究。

關(guān)鍵詞：植物糖生物學(xué)；研究；進(jìn)展

植物的組成要素主要包含蛋白質(zhì)、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(jì)50年代之前，人們?nèi)匀徽J(rèn)為糖這種生物大分子對植物的作用，僅僅為保護(hù)和滿足植物的生長代謝需求。植物糖生物學(xué)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(dāng)前植物糖生物學(xué)學(xué)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(jìn)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(zhì)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(dāng)分子中出現(xiàn)病原體時，糖鏈可以與病原體結(jié)合起來，保證植物的正常生長；第二，基于分子的內(nèi)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(nèi)完成植物細(xì)胞中的準(zhǔn)確定位[1]。

1.2 蛋白質(zhì)

在植物的糖蛋白中，蛋白質(zhì)與糖鏈之間的連接關(guān)系為共價關(guān)系，且這兩種要素缺一不可。在植物的生長過程中，蛋白質(zhì)的作用主要是負(fù)擔(dān)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(jìn)行分析：

2.1 逆境生長特點方面

從植物的生長過程來看，當(dāng)其生長環(huán)境中包含不良影響因素時，其細(xì)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(xì)胞之外。多糖是植物細(xì)胞壁的主要組成要素，其在細(xì)胞壁中的占比約為90%。當(dāng)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(xì)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(yīng)的作用，進(jìn)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(xué)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(xì)胞膜上的既有識別受體進(jìn)入細(xì)胞之內(nèi)。在細(xì)胞內(nèi)部，植物的質(zhì)膜蛋白會發(fā)生相應(yīng)的變化，如離子通道變化、活性氧含量劇增等。從本質(zhì)角度來講，上述變化都可以看成是植物信號的放大或者轉(zhuǎn)導(dǎo)。上述信號變化的產(chǎn)生，會誘發(fā)植物對自身的相應(yīng)防衛(wèi)基因進(jìn)行調(diào)控，并將其表達(dá)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(jìn)而實現(xiàn)對相關(guān)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(jìn)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(jìn)行光合作用，在該作用過程中，伴隨著太陽能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，植物所處環(huán)境的水和CO2被轉(zhuǎn)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(jìn)而保證種苗發(fā)育的順利進(jìn)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(xì)胞分裂過程產(chǎn)生促進(jìn)作用，進(jìn)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(yīng)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(zhuǎn)移酶

糖基轉(zhuǎn)移酶是植物糖生物學(xué)中的重要研究內(nèi)容之一。這種酶的作用主要是促進(jìn)植物中所包含糖的基化目的的實現(xiàn)。對于植物而言，當(dāng)糖基轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)論

目前植物糖生物學(xué)這門學(xué)科的研究進(jìn)展主要集中在植物的糖基轉(zhuǎn)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(xué)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(xiàn)

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（作者單位：牡丹江市第一高級中學(xué)）