食肉型沼泽猪笼草（Heliamphora sp.）的液体中含有用于消化猎物的内源酶

《Planta》：The liquid from carnivorous marsh pitcher plants (Heliamphora sp.) contains endogenous enzymes for prey digestion

　　

摘要

主要结论

尽管存在了几个世纪的疑问，但Heliamphora属的食肉沼泽猪笼草能够分泌类似其他食肉植物属的自身水解消化酶。

摘要

沼泽猪笼草（Heliamphora sp.）属于食肉植物，其是否能够产生用于消化猎物的内源酶仍存在疑问。在本研究中，我们试图探究H. parva、H. neblinae以及杂交种H. heterodoxa?×?minor利用自身水解酶消化猎物的能力。我们将果蝇喂养给三种Heliamphora物种，并通过液相色谱-电喷雾离子化串联质谱法（LC–ESI–MS/MS）、西方印迹试验以及酶活性检测来分析猪笼液中含有内源水解酶的情况。同时，我们还研究了这些酶在植物生长过程中的生成情况。作为对照，我们使用了亚洲猪笼草Nepenthes truncata。所有被研究的物种都能产生与其他食肉植物属相似的植物源性水解酶，其中最重要的包括天冬氨酸蛋白酶、类枯草菌蛋白酶、III型几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、紫酸磷酸酶以及GDSL酯酶/脂肪酶。虽然不同物种之间存在一定差异，但总体而言，无论是否有猎物摄入，磷酸酶和蛋白酶的活性都较低，且会随着时间逐渐上升。通过对天冬氨酸蛋白酶的免疫印迹分析发现，该酶在猪笼液中的含量可以无需猎物刺激而在植物生长过程中不断积累。而微生物和猎物来源的蛋白质则几乎只在有猎物摄入的样本中被检测到。综上所述，我们的研究认为Heliamphora属的物种可被视为全食肉植物，它们具备产生自身内源水解酶的能力，但这并不排除在其自然栖息地中微生物消化也起到一定作用的可能性。此外，由于缺乏保护性盖子，加之某些地区每年会有大量降雨导致猪笼液被稀释，这些植物的自身消化能力在自然环境中可能会大大减弱。