病植物蛋白质代谢protein metabolism indiseased plants

植物在受病原物侵染的过程中，蛋白质和酶的合成与降解发生的变化的情况或过程。这种变化与抗病或感病反应有关。
蛋白质变化 包括蛋白质的合成作用和降解作用。病程中，有的组织合成作用增强，有的组织降解作用加速，在有些病害中合成与降解作用同时发生变化。
合成作用 病植物蛋白质合成作用增强，一般以抗病组织中更显著，时间发生也早。蛋白质合成增加表现为新的蛋白质产生和含量的增加，新产生蛋白质中许多与植物的抗病反应有关（见病程相关蛋白）。
抗病反应 抗病性表达需要蛋白质的合成。用蛋白合成抑制剂处理，可抑制植物的抗病反应。如用燕麦冠锈病菌接种抗病燕麦品种后，14～20小时内蛋白质合成作用增强，在过敏反应发生前用灭瘟素处理使之成为感病反应，氨基酸向蛋白质的参入受阻。豌豆接种腐皮镰孢豌豆专化型后6小时内，有21种蛋白质的合成作用增强，这一时间与豌豆发生抗病反应所需的时间相吻合。
感病反应 也需要蛋白质的合成。反映在感病组织蛋白质含量增加和一些特殊蛋白质的出现两个方面。❶含量增加。如根癌土壤杆菌侵染植物后，肿瘤组织由细胞数目增多转变为细胞体积增大，蛋白质合成作用显著增强，病组织蛋白质含量是正常组织的3倍，水溶性蛋白质是对照组织的5倍，组织中60%以上的氮存在于蛋白质中，而正常组织为40%。在肿瘤形成后期(接种后27～35天)蛋白质氮比对照高5倍以上。
❷出现特殊蛋白。包括寄主植物的病程相关蛋白和病原物产生的蛋白。如感病甘蓝品种受粘团镰孢侵染后产生3种新蛋白，烟草花叶病毒侵染烟草后寄主合成大量的病毒特异性蛋白质即外壳蛋白。
降解作用 以感病组织较明显。侵染后期病组织中蛋白酶活性增强，蛋白降解加速，导致细胞结构破坏，产生特定病害症状。如三生烟受烟草花叶病毒侵染后蛋白质含量下降50%～75%。用野火毒素处理烟草叶片，处理的半叶中蛋白质含量较对照的半叶下降33%，氨态氮和氨分别增加1.65倍和29倍。
合成与降解作用平行发生 有3种情况。❶病组织不同部位的蛋白变化不同。如锈菌侵染植物形成的绿岛组织中蛋白质合成增强，而绿岛间的组织中蛋白质降解加速。
❷病程的不同阶段蛋白质变化不同。
❸同时期同一病组织中蛋白质有合成有降解。如大麦白粉病早期病叶中同时发生蛋白质水解作用和蛋白质的合成作用。
酶变化 抗病和感病组织中酶的种类和活性均发生变化，但有差别。
抗病性有关酶 主要有以下三类：❶芳香族化合物合成有关酶。如苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶、过氧化物酶、酪氨酸解氨酶(TAL)等。
❷植物保卫素合成有关酶。如PAL、查尔酮合成酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)等。
❸其它酶。如几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、β-葡糖苷酶、酯酶、蛋白酶等。另外，许多抗病组织中产生同工酶。
抗病组织受病原物侵染后产生上述酶类的速度和量与抗病表现相吻合，但并不是抗病反应过程中特有的现象，因为感病组织受侵染以及植物损伤反应中也有类似变化，但不及抗病组织中的反应迅速和强烈。
感病性有关酶 主要是与产生能量有关的酶类活性改变。❶光合作用有关酶。如烟草受烟草花叶病毒侵染后核糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶合成速率下降，症状出现时及出现后一段时间内组织内该酶浓度下降。
❷磷酸戊糖途径有关酶。如葡糖-6-磷酸脱氢酶、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶。
❸糖酵解途径有关酶。如己糖激酶等。
❹三羧酸循环有关酶。
❺莽草酸途径有关酶。
❻氧化磷酸化酶、NADPH氧化酶、ATP酶等。如HMT毒素处理T型细胞质玉米5分钟，膜上ATP酶活性下降3.5倍，是由于毒素专化性结合到叶绿体的ATP酶上，抑制其光合磷酸化。
氨基酸和酰胺变化 包括氨基酸和酰胺的种类和含量的变化。大多因蛋白质合成或/和降解改变所致，也可因本身合成作用变化而引起。
含量增加 不同病原物的情况不同。
细菌病害 感病植物比抗病植物更为显著。如感病菜豆品种受晕斑病菌(Pseudomonas phaseolicola)侵染后第一复叶中氨基酸和酰胺的种类及浓度均发生显著改变。其中甘氨酸、丝氨酸、天门冬酰胺和赖氨酸的量增加1倍以上；鸟氨酸和组氨酸在对照组织中检测不到，而病组织中浓度指数增加到2.00和3.50；晕圈组织中组氨酸、甲硫氨酸、丝氨酸和鸟氨酸的含量增加20倍。抗病菜豆品种中氨基酸和酰胺变化不大。烟草受青枯病菌侵染后36小时，组织中芳香族氨基酸如L-色氨酸、L-酪氨酸、L-苯丙氨酸的合成显著增强，含量比对照组织高500%～600%。这种增强是氨基酸合成所致，而96～144小时症状产生高峰期氨基酸急剧增加是由于蛋白质水解活性增强所致。
病毒病害 一般以发生过敏反应的组织中变化更为显著。如受玉米矮花叶病毒侵染的玉米组织、受黄瓜花叶病毒侵染的豌豆组织等游离氨基酸含量均升高，受MRDV侵染的玉米组织和受黄瓜花叶病毒侵染的豇豆组织中谷氨酰胺和天门冬酰胺增多；而受马铃薯Y病毒侵染的烟草组织等中游离氨基酸及酰胺均增加。
含量减少 一般发生于病害中后期。氨基酸含量下降有两方面原因。❶特定的氨基酸的病原物所利用或降解；
❷寄主的代谢作用。如白菜受灰葡萄孢侵染后，组织中氨基酸氧化酶增加，氨基酸减少。