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。     

水杨酸在植物抗病中的作用

水杨酸是一种重要的能激活植物抗病防卫反应的内源信号分子,本文首先介绍了水杨酸的基本性质及水杨酸在植物抗病中的作用,然后从水杨酸与水杨酸结合蛋白的相互作用以及水杨酸介导的信号传导途径与非水杨酸介导的信号途径等方面初步探讨了水杨酸诱导植物抗病性的作用机制,最后总结了研究水杨酸作用机制对植物抗性生理和抗性分子生物学发展的意义。     

水杨酸在植物抗病中的作用

水杨酸是一种重要的能激活植物抗病防卫反应的内源信号分子。本文首先介绍了水杨酸的基本性质及水杨酸在植物抗病中的作用,然后从水杨酸与水杨酸结合蛋白的相互作用以及水杨酸介导的信号传导途径与非水杨酸介导的信号途径等方面初步探讨了水杨酸诱导植物抗病性的作用机制,最后总结了研究水杨酸作用机制对植物抗性生理和抗性分子生物学发展的意义。     

植物系统获得性抗性的信号转导

坏死病原菌（necrotizingpathogen）的侵染或者一些化学因子的处理能诱导植物的非侵染或非处理部位产生对多种病原再侵染产生抗性,即系统获得性抗性（systemicacquiredresistance,SAR）。获得系统抗性的组织中SAR基因产物的累积和防卫反应的潜在诱导增强（potentiation）是其两类抗病机制。SAR至少有通过水杨酸（salicylicacid,SA）或茉莉酸（jasmonicacid,JA）、乙烯（ethylene）为系统信号分子的两类信号转导途径。遗传分析已用于SAR产生的信号转导过程的分析,一些与SAR信号转导相关的基因已经和正在克隆,这些基因具有明显提高植物广谱抗性的潜能。     

SGTl在植物抗病反应中的功能研究进展

SGTl是多种植物抗病基因介导的抗病信号途径的必要组件。SGTl基因的突变或沉默会导致多种植物R基因介导抗病性的丧失。另外,SGTl还参与调控植物的非宿主抗性（non-host resistance）。SGTl主要作为分子伴侣或调控泛素化对植物抗病反应进行调控。本文综述了SGTl蛋白结构、SGTl在不同植物抗病反应中的重要性与作用机制,并对SGTl在植物抗病基因工程中的应用潜力进行讨论。     

SGT1在植物抗病反应中的功能研究进展

SGT1是多种植物抗病基因介导的抗病信号途径的必要组件.SGT1基因的突变或沉默会导致多种植物R基因介导抗病性的丧失.另外,SGT1还参与调控植物的非宿主抗性(non-host resistance).SGT1主要作为分子伴侣或调控泛素化对植物抗病反应进行调控.本文综述了SGT1蛋白结构、SGT1在不同植物抗病反应中的重要性与作用机制,并对SGT1在植物抗病基因工程中的应用潜力进行讨论.     

水稻免疫机制研究进展

植物先天免疫主要由两部分组成：一类是通过细胞膜上的病原菌分子模式识别受体识别病原微生物表面存在的分子特征激发的免疫反应（PTI）;另一类是专化性的抗病R蛋白识别病原微生物的效应蛋白,从而激发下游的病原菌小种特异性的防卫反应过程（ETI）．随着水稻抗病信号途径中越来越多的抗病基因以及关键的调控基因被克隆和功能鉴定,同时多种水稻病原菌效应蛋白的发现,水稻抗病机理的研究也越来越深入．本文阐述了水稻的PTI,ETI及其下游参与免疫信号转导的关键性组分,从而形成一个初步的水稻免疫调控网络．     

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。     

植物病原细菌无毒基因与植物抗病性

植物诱导的防卫反应种类繁多 ,其中包括活性氧水平升高、植物抗毒素 (ｐｈｙｔｏａｌｅｘ ｉｎ)的生物合成、水解酶类和抑制蛋白的释放 ,以及超过敏性反应 (ｈｙｐｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒｅ ｓｐｏｎｓｅ ,ＨＲ)等。ＨＲ被认为是植物对病原体抗性的一种普遍表现形式 ,是病原菌无毒基因 (ａｖｉｒｕｌｅｎｃｅｇｅｎｅ,简称ａｖｒ基因 )产生的诱导剂与植物抗性基因 (ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｇｅｎｅ ,Ｒ基因)产生的受体之间相互识别的结果。ａｖｒ基因是植物病原体中决定对带有相应抗病基因的寄主植物特异的不亲和无毒性基因。Ｓｔａｓｋａｕ…     

水杨酸诱导果实采后抗病性机制研究进展

水杨酸(Salicylic acid, SA)是一种重要的内源信号分子,具有激活果实抗性防卫反应的能力。本文综述SA对多种果实采后病害的抑制效果及其诱导果实采后抗病性机制(如诱导果实抗氧化反应、诱导果实防御反应、调控果实呼吸代谢、诱导果实抗病基因表达和抗性相关蛋白表达),并展望该领域SA未来研究趋势与方向,对推动果实采后抗病理论的发展和指导生产实践具有重要意义。     

植物抗病基因(R)与病原物无毒基因(Avr)相互作用机制的研究进展

PTI和ETI是植物在长期进化过程中形成的两类抵抗病原物的机制。基因对基因假说的抗病方式属于ETI抗性机制的一种,该假说认为具有保守NB-LRR结构域的R蛋白识别病原物非保守的无毒蛋白效应子(Avr),激活防卫反应信号途径,导致过敏性坏死。植物抗病基因(R)与病原菌无毒基因(Avr)产物间的直接或间接相互作用而产生的基因对基因抗性是植物抗病性的重要形式,该文对植物抗病蛋白与无毒蛋白相互作用机制进行了综述。其中,间接相互作用模式是主要方式。     

激发子诱导植物抗性的作用机制

激发子是能诱导植物任何防卫反应的分子,在原生质膜上存在着其特异高度亲合的蛋白质受体,激发子通过信号识别,信号转导和防卫基因表达调控三个环节诱导植物产生抗病性。     

植物TIR-NB-LRR类型抗病基因各结构域的研究进展

植物抗病反应是一个多基因调控的复杂过程,在这个过程中R基因发挥了非常重要的作用。根据其氨基酸基序组成以及跨膜结构域的不同,R基因可以分为多种类型,其中NBS-LRR类型是植物基因组中最大的基因家族之一。TIR-NB-LRR类型的抗病基因又是NB-LRR类型中的一大类,也是目前抗病基因研究的热点。该文总结了TIR-NB-LRR类型抗病基因各个结构域的功能和相关的研究进展。相关研究表明,TIR结构域主要通过自身或异源的二聚体化介导抗性信号的转导,但也有部分研究表明,该结构域可能参与病原菌的特异性识别。NBS结构域常被认为具有"分子开关"的功能,它可以通过结合ADP或ATP来调节植物抗病蛋白的构象变化,从而调节下游抗病信号的传导。LRR结构域在植物与病原菌互作的过程中可以通过与病原菌的无毒蛋白直接或间接互作来特异识别病原菌。也有研究发现,LRR结构域具有调节信号传导的功能。这些信息将为研究植物抗病机理提供理论依据,也为将来通过基因编辑技术对作物进行定向抗病育种提供思路。     

病程相关基因非表达子1（NPR1）：植物抗病信号网络中的关键节点

最早从拟南芥（Arabidopsis thaliana）中克隆到的NPR1（nonexpressor of pathogenesis-related genes 1）基因是调控植物病害抗性的一个关键基因。它不仅对植物系统获得抗性（systemic acquired resistance,SAR）和诱导系统抗性（induced systemic resistance, ISR）起核心调控作用,而且是植物基础抗性（basic resistance）以及由抗病基因（resistance gene,R）决定的抗性的重要调控因子。氧化突发（oxidative burst）造成的强还原势导致NPR1蛋白还原成单体,以及NPR1单体在细胞核内的积累是诱导水杨酸（salicylic acid,SA）介导的PR（pathogenesis-related）基因表达和SAR产生的充分必要条件。NPR1通过与TGA转录因子的相互作用调控PR基因表达。NPR1作为多种信号途径的交叉点,与某些WRKY转录因子和NPR4一起,在调节和平衡SA和茉莉酸信号传导途径中起关键作用。NPR1的这种调控作用在细胞质内进行,通过遗传工程将其用于植物保护有很好的应用前景。     

蛋白质可逆磷酸化在植物—病原菌互作中的作用

概述了植物－病原菌互作过程中,蛋白质可逆磷酸化对植物抗病防卫反应,系统获得抗性（SAR）及病原真菌孢子萌发和附着胞形成的影响,蛋白激酶的靶标分子及其功能,受体蛋白激酶在植物抗病性中的意义,并分析了存在的问题及今后研究展望。     

水稻抗稻瘟病天然免疫机制及抗病育种新策略

稻瘟病是水稻最严重的病害之一,由子囊菌(Magnaporthe oryzae)引起。利用抗病品种是防治稻瘟病最经济、最有效的措施。近年来,稻瘟病已发展为研究植物与病原真菌分子互作机制的模式系统,在水稻与稻瘟菌互作和寄主抗性分子生物学、基因组学和蛋白组学等领域取得了一系列重要的研究成果。文章综述了近年来水稻抗稻瘟病两种天然免疫机制,即病原菌相关分子模式诱导和效应蛋白诱导的抗病机制研究的最新进展,讨论了GWAS、TALLEN、CRISPR和HIGS等基因组研究新方法和新技术在水稻抗病育种中的应用,并对目前稻瘟病抗性机制研究和抗病育种中的问题和挑战进行了探讨和展望。     

参与植物天然免疫的LRR型蛋白

植物含有多种富含亮氨酸重复序列(LRRs)结构的蛋白质,它们在植物天然免疫中发挥着重要作用。参与植物防御反应的LRR型蛋白家族包括:类受体蛋白激酶、抗病基因编码蛋白质、多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白和伸展蛋白家族。最近,人们发现植物免疫系统包含:病原相关分子模式(PAMP)激发的免疫性(PTI),即类受体蛋白激酶识别病原菌PAMPs,启动植物防卫反应;病原菌效应子激发的免疫性(ETI),即抗病基因编码蛋白质识别效应子,启动植物防卫反应。除此之外,细胞壁是植物细胞的天然保护屏障。多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白和伸展蛋白通过维护细胞壁,抵御病原菌入侵。我们综述了植物中LRRs蛋白的结构特征与不同种类的LRR蛋白介导免疫反应的分子机制,讨论了LRR型蛋白在植物免疫过程中的意义及存在的问题,指出搜寻配体和下游信号分子将是LRR型蛋白研究热点。     

大豆疫霉与大豆互作中的识别与反识别

大豆疫霉引起的大豆疫病是大豆生产上的毁灭性病害。深入了解大豆疫霉与寄主在分子层面的互作机制是解析病原菌致病机理、针对性地制定防治措施的必要前提。目前研究表明,植物通过两个层面的识别机制来启动防卫反应,而能否正确识别"非我"分子则是植物开启免疫系统的关键。而对于病原菌,则采用多种分子策略来极力逃避寄主的识别机制,分泌效应分子协同抑制寄主免疫反应。本文综述了一系列大豆抗病基因介导的小种专化抗性丧失的原因,以及大豆疫霉效应分子逃避和破坏寄主免疫反应的分子策略,并讨论了基于这些分子互作机制应用于筛选新型抗病资源和精确育种的可能性。     

植物系统获得性抗生的信号转导

坏死病原菌（ｎｅｃｒｏｔｉｚｉｎｇ ｐａｔｈｏｇｅｎ）的侵染或者一些化学因子的处理能诱导植物的非侵染或非处理部位产生对多种病原再侵染产生抗性,即系统获得性抗性（ｓｙｓｔｅｍｉｃ ａｃｑｕｉｒｅｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ,ＳＡＲ）。获得系统抗生的组织中ＳＡＲ基因产物的累积和防卫反应的潜在诱导增加（ｐｏｔｅｎｔｉａｔｉｉｏｎ）是其两类抗病机制。ＳＡＲ至少有通过水杨酸（ｓａｌｉｃｙｌｉｃ ａｃｉｄ,ＳＡ）