植物防卫反应基因的类型、表达、调控和应用

植物防卫反应基因的类型、表达、调控和应用何晨阳,王金生（南京农业大学,２１００１４）防卫反应基因是寄生植物中被诱导表达抗病反应的一类基因。早在７０年代人们就发现寄主植物抗病性表达需要ＲＮＡ和蛋白质的合成,也需要新合成的特殊酶类［１］,同时也注意到植物防卫反应常常受到病原物及其激发子的诱导。从此,在研究植物对病原物防卫反应的生化和分子生物学机制方面取得了很大的进展［２］。     

植物抗病信号传导研究的现状和展望

植物抗病信号传导研究的现状和展望王钧（中国科学院上海植物生理研究所,上海２０００３２）关键词植物抗病信号传导,抗病基因植物在抵御病原侵染时发生多种防卫反应。感病时这些反应或不发生,或在强度和速度上比抗病时的防卫反应差。感抗反应的差异,不在防卫基因的有...     

植物抗病分子机制研究进展

近十年来,植物抗病分子机制研究取得显著进展。综述了植物抗病基因的克隆及其结构分析、病原菌无毒基因及其相关致病因子的克隆与研究、信号传导相关因子的克隆及其结构分析以及植物-病原菌的相互作用研究,重点介绍了以植物特异抗病基因为介导的诱导防卫作用机制(包括抗病基因编码毒素蛋白,进而抑制病原菌的繁殖;显性基因编码病原菌致病性的靶标物;抗病基因表达产物直接引发抗病反应和基因对基因的抗病作用机制等)的研究进展,以期为植物抗病育种提供有益的信息。     

植物抗病分子机制研究进展

近十年来,植物抗病分子机制研究取得显著进展.综述了植物抗病基因的克隆及其结构分析、病原菌无毒基因及其相关致病因子的克隆与研究、信号传导相关因子的克隆及其结构分析以及植物-病原菌的相互作用研究,重点介绍了以植物特异抗病基因为介导的诱导防卫作用机制(包括抗病基因编码毒素蛋白,进而抑制病原菌的繁殖;显性基因编码病原菌致病性的靶标物;抗病基因表达产物直接引发抗病反应和基因对基因的抗病作用机制等)的研究进展,以期为植物抗病育种提供有益的信息.     

水稻抗稻瘟病基因资源与分子育种策略

稻瘟病是水稻主要病害之一。利用抗病品种是防治稻瘟病最经济、有效和安全的措施。近年来,随着植物先天免疫机制、抗病分子生物学以及水稻和稻瘟菌基因组学研究的不断深入,一系列参与病原菌识别和防卫信号传导与应答,以及外源抗菌蛋白、病原菌激发子等抗病相关基因陆续被鉴定和克隆,为提高水稻抗稻瘟病能力提供了一些新的基因资源、育种策略和技术。本文概述了国内外近年来克隆的主要抗稻瘟病基因资源及其在分子育种研究中应用的进展,提出了通过转基因手段整合不同防卫反应关键调控基因的抗稻瘟病聚合育种策略。     

植物抗病反应的信号传导网络

植物由抗病基因介导的防卫过程存在一系列生理生化和分子生物学反应,这些反应从病原菌侵染点开始的超敏反应（HR）并延伸到远处组织的系统抗性或获得性抗性（SAR）,受制于一种信号传导网络的调控,这个信号系统由抗病蛋白和病原菌非毒性蛋白在一种配体-受体的互作模式下激发,并由信号分子H2O2,NO和系统信号分子SA,JA和乙烯和通过关键调控基因传递和放大,最终诱导一系列防卫反应基因的表达和代谢的变化而产生抗性。植物防卫信号的产生有类似于动物免疫系统因子的介导,并可由非寄主病原菌或诱导子诱发,这些信号途径所产生的广谱抗性为植物抗病基因工程的应用奠定了基础。     

植物抗病基因克隆的进展

抗病基因是抗病分子生物学和抗病育种的基因,本文介绍了近几年植物抗病基因克隆的进展,抗病基因克隆的新策略以及抗病基因结构特点与抗病机制的研究进展,讨论了抗病基因克隆的应用前景。     

植物抗病基因的研究进展

近年来,已有１０多个植物抗病基因被克隆并定序。植物抗病基因编码的蛋白,大多含有富氨酸重复单位（ＬＲＲ）和核苷酸结合位点（ＮＢＳ）等结构。在植物与病原物的互作中,这些蛋白可作为受体识别由病原物无毒基因编码的激发子,从而激发一系列防卫反应,使植物表现出抗病性。克隆的植物抗病基因可用于培育基因工程植株而大大加快育种速度。本文对目前植物抗病基因研究中存在的问题及发展前景也进行了探讨。     

植物抗病反应的信号传导网络

植物由抗病基因介导的防卫过程存在一系列生理生化和分子生物学反应,这些反应从病原菌侵染点开始的超敏反应(HR)并延伸到远处组织的系统抗性或获得性抗性(SAR),受制于一种信号传导网络的调控。这个信号系统由抗病蛋白和病原菌非毒性蛋白在一种配体-受体的互作模式下激发,并由信号分子H2O2,NO和系统信号分子SA,JA和乙烯和通过关键调控基因传递和放大,最终诱导一系列防卫反应基因的表达和代谢的变化而产生抗性。植物防卫信号的产生有类似于动物免疫系统因子的介导,并可由非寄主病原菌或诱导子诱发。这些信号途径所产生的广谱抗性为植物抗病基因工程的应用奠定了基础。     

植物与病原真菌互作的分子生物学及其研究进展

本文从病原真菌致病基因、无毒基因及产物的互作,植物抗性基因、防卫基因及产物间的互作,系统获得抗性,信号传导系统等方面,对植物与病原真菌互作的分子生物学及其进展进行了综合论述。     

植物抗病毒分子机制

在与植物病毒的长期斗争中,植物进化出多种抗病毒机制,其中RNA沉默和R基因介导的病毒抗性是最受人们关注的两种机制.一方面,RNA沉默是植物抵抗病毒侵染的重要手段.植物在病毒侵染过程中可形成病毒来源的双链RNA,经过DCL蛋白的切割、加工形成sRNA,与AGO蛋白结合形成RISC指导病毒RNA的沉默,用于清除病毒.相应地,病毒在与植物的竞争中进化出RNA沉默抑制子,抑制宿主RNA沉默系统以逃避宿主RNA沉默抗病毒反应,增强致病能力.另一方面,植物也进化出R基因介导植物对包括病毒在内的多类病原的抗性.R蛋白直接或间接识别病毒因子,通过一系列的信号转导途径激活植物防御反应,限制病毒的进一步侵染.对植物抗病毒的研究有助于人们对植物抗病分子基础的理解,有重要的科学意义和潜在应用价值.本文综述了植物抗病毒分子机制的重要进展.     

细胞核质转运及其受体在植物抗病防御反应中的调控作用

植物病害严重威胁全球粮食生产, 研究植物对病原菌防御机制和病原菌对寄主作物的侵染过程和分子机制, 有助于改良植物种源使其获得持久抗性。近年来, 日渐增多的研究表明, 一些抗病蛋白需要转移到细胞核内才能启动免疫反应, 进而发挥抗病防御作用, 而细胞核质转运受体是实现这些抗病蛋白核质转运必不可少的“载体”。因此, 细胞核质转运及转运受体在抗病防御中发挥重要作用。该文在介绍植物抗病防御反应机制的基础上, 综述了细胞核质转运及核质转运受体在植物抗病防御反应中的作用研究进展, 并对未来的研究方向进行了展望。     

植物细胞壁介导的抗病性及其分子机制

本文简要介绍植物与病原菌在细胞壁层面上的相互作用,并从植物细胞对受侵过程中细胞壁损伤的感知、细胞壁损伤引起植物抗病信号途径的活化、植物细胞壁防卫反应的分子机制等方面重点概述植物细胞壁抗性及其分子机制。     

The function of small RNAs in plant biotic stress response

Small RNAs(s RNAs) play essential roles in plants upon biotic stress. Plants utilize RNA silencing machinery to facilitate pathogen-associated molecular pattern-triggered immunity and effector-triggered immunity to defend against pathogen attack or to facilitate defense against insect herbivores. Pathogens, on the other hand, are also able to generate effectors and s RNAs to counter the host immune response. The arms race between plants and pathogens/insect herbivores has triggered the evolution of s RNAs,RNA silencing machinery and pathogen effectors. A great number of studies have been performed to investigate the roles of s RNAs in plant defense, bringing in the opportunity to utilize s RNAs in plant protection. Transgenic plants with pathogen-derived resistance ability or transgenerational defense have been generated, which show promising potential as solutions for pathogen/insect herbivore problems in the field. Here we summarize the recent progress on the function of s RNAs in response to biotic stress, mainly in plant-pathogen/insect herbivore interaction,and the application of s RNAs in disease and insect herbivore control.     

植物类过敏反应介导的抗病研究进展

很多植物通过过敏反应产生广谱抗病性,类过敏反应发生机制的解析以及相关基因的研究对培育广谱抗病品种、提高作物的适应性和稳产性具有重要意义。植物类过敏反应介导的抗病性可大致分为活性氧迸发、信号分子的传递以及抗病系统的激活三个阶段,对这三个阶段的最新研究进展进行了综述,以期为植物抗病相关研究提供参考。     

硅对植物抗虫性的影响及其机制

硅不是植物必需营养元素,但硅在提高植物对一系列非生物和生物胁迫的抗性方面都具有重要作用。综述了硅对植物抗虫性的影响及其机制。在多数植物中,增施硅肥可增强其抗虫性;所增强的抗性与硅肥种类和施用方式之间存在关系。植物组织中沉积的硅可增加其硬度和耐磨度,降低植物可消化性,从而增强植物组成性防御,包括延缓昆虫生长发育、降低繁殖力、减轻植物受害程度;植物体内的硅含量以及硅沉积的位点和排列方式影响组成性防御作用的强度。此外,硅可以调节植物诱导性防御,包括直接防御和间接防御,直接防御涉及增加有毒物质含量、产生局部过敏反应或系统获得抗性、产生有毒化合物和防御蛋白,从而延缓昆虫发育;间接防御主要通过释放挥发性化合物吸引植食性昆虫的捕食性和寄生性天敌而导致植食性昆虫种群下降。