植物病原细菌hrp基因研究进展

高等植物过敏性反应 (ｈｙｐｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒｅｓｐｏｎｓｅ ;ＨＲ)是植物受到病原细菌侵染 ,发生非亲和性反应时 ,在病原菌入侵点周围植物组织局部快速死亡形成枯斑 ,是植物对病原菌抗性的一种普遍表现形式。ｈｒｐ基因 (ｈｙｐｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒｅａｃｔｉｏｎａｎｄ ｐａｔｈｏｇｅｎｃｉｔｙｇｅｎｅ)是一类决定病原菌对寄主植物致病性和诱导非寄主植物产生过敏性反应的基因。近年来发现和鉴定的ｈｒｐ基因越来越多 ,使得ｈｒｐ基因成为植物病原菌与寄主植物互作研究领域中一个重要内容。1.ｈｒｐ基因的遗传组成ｈｒｐ…     

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…     

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。     

稻瘟病菌致病相关基因研究进展*

稻瘟病是水稻的毁灭性病害,世界各地水稻产区都有此病发生。稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)具有许多病原菌生命循环的重要特点:（1）分化形成称为附着胞的特异的侵染结构.（2）在这个过程中需要粘胶、疏水蛋白、黑色素、甘油等物质的合成与参与。（3）附着胞具有穿透寄主表皮的功能。（4）具有特异的信号传导途径,调节附着胞、侵染栓等侵染结构的形态分化（morphogenesis）。（5）在M. grisea和其寄主之间存在基因对基因关系,涉及到主要的真菌无毒基因和植物抗性基因。因此,稻瘟病菌致病的分子生物学及其与水稻寄主的互作研究是寻找新的…     

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。     

植物抗病基因结构、功能及其进化机制研究进展

植物与病原菌在长期的共进化和相互选择的过程中,逐渐形成了组织障碍、非寄主抗性和小种专化抗性等有效的防御机制。小种专化抗性(基因对基因抗性)主要是由植物抗病基因识别相应的病原菌无毒基因并激活植物体内抗病信号进而抵御病原菌的侵染。从目前已克隆的 70 多个抗病基因来看,它们在结构上具有高度保守性,主要包括核苷酸结合位点(NBS),亮氨酸重复结构(LRR), 蛋白激酶结构域(PK), 果蝇蛋白 Toll 和哺乳动物蛋白质白细胞介素 1 受体[interleukin(IL)-1 receptor]类似结构域(TIR), 双螺旋结构(CC)或亮氨酸拉链(LZ)和跨膜结构域(TM)等,其在抗病基因与病原菌无毒(效应)蛋白互作以及植物内部免疫信号传导中起着重要的作用。同时,抗病基因又通过基因复制、遗传重组等进化机制形成多基因家族,为植物抗病的专化性和多样性提供了重要的遗传基础。本文主要讨论了近来已克隆抗病基因的结构特征、功能以及抗病基因进化机制研究的进展。     

植物病原物无毒基因及其功能

植物抗病基因与病原物无毒基因产物间直接或间接相互作用导致产生的基因对基因抗性是植物抗病性的重要形式。无毒基因已在多种植物病原物 ,包括真菌、细菌、病毒和卵菌等中得到克隆。绝大多数已克隆无毒基因之间 ,及其与已知蛋白之间 ,均无显著序列同源性。然而 ,多数已克隆植物抗病基因有较高序列一致性 ,产物往往具有相似的结构域。由序列一致性很高的抗病基因产物与没有明显序列同源性的无毒基因产物相互作用 ,介导产生的过敏性细胞坏死和抗病性 ,在产生速度、强度和组织特异性等方面均可能有显著差异。无毒基因具有双重功能 :在含互补抗病基因植物中表现无毒效应 ,而在不含互补抗病基因植物中显示小种、菌株、致病型、或种特异性毒性效应     

寄主植物与病原菌免疫反应的分子遗传基础

近年来,大量的植物抗病基因和病原菌无毒基因被克隆,抗病基因和无毒基因的结构、功能及其互作关系的研究也取得重大进展。在植物中,由病原菌模式分子(pathogen-associated molecular patterns, PAMPs)引发的免疫反应(PAMP-triggered immunity, PTI)和由效应因子引发的免疫反应(effector-triggered immunity, 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。PTI反应主要通过细胞表面受体(patternrecognition receptors, PRRs)识别并结合PAMPs从而激活下游免疫反应,而在ETI反应中,则通过植物R基因(resistance gene,R)与病原菌无毒基因(avirulence gene, Avr)产物间的直接或间接相互作用来完成免疫反应。本文对植物PTI反应和ETI反应分别进行了概述,重点探讨了植物R基因与病原菌Avr基因之间的互作遗传机理,并对目前植物抗性分子遗传机制研究和抗病育种中的问题进行了探讨和展望。     

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。     

活性氧中间体和NO在植物抗病中的作用

植物与病原菌互作时,活性氧中间体（reactive oxygen intermediates,ROI）和一氧化氮(NO)参与了植物抗病性的建立。寄主与病原菌非亲合性互作产生二次氧爆发高峰,体内NO增加。许多氧化酶可以催化氧爆发产生ROI。ROI和NO通过氧化还原信号启动寄主细胞局部的过敏性坏死反应和全株系统获得性抗病性。     

植物病原细菌hrp基因研究进展

hrp基因决定植物病原细菌对寄主植物致病性和诱导非寄主及抗病寄主过敏性反应 ,hrp基因在植物和动物病原细菌中具有同源性 ,编码产物具有HR的激发子、调节和组成Ⅲ型泌出系统等功能 ,hrpM是P. syringae合成 β (1 ,2 ) 葡聚糖必需的 ,除了Avr蛋白和harpins外致病性或毒性蛋白也可从Hrp系统泌出 ,表明hrp基因在病原细菌致病性和寄主范围等方面具有潜在作用。     

植物抗病基因与病原菌无毒基因互作的分子基础

近10年来,大量的植物抗病基因和病原菌无毒基因被克隆,抗病基因和无毒基因的结构、功能及其互作关系的研究也取得重大进展。通过介绍抗病基因与无毒基因互作的两种模式,从抗病基因与病原菌无毒基因互作角度探讨了抗病基因在植物抗病育种和农作物生产中直用的问题,提出抗细菌和真菌单基因转化很难赋予农作物切实抗性。     

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。     

玉米细菌性条斑病非寄主抗性基因Rxo1转化水稻的研究

水稻细菌性条斑病是我国重要的水稻病害之一,但是在水稻种质资源中尚未发现抗细菌性条斑病单个主效基因。利用农杆菌介导的转化系统将从玉米中克隆的细菌性条斑病非寄主抗性基因Rxo1转入我国2个杂交稻恢复系和2个常规水稻品种。转基因植株的PCR和Southern分析结果表明Rxo1基因已整合到受体基因组中,Rxo1基因单拷贝整合的转化体在自交T1代呈现抗感3∶1分离。人工接种实验和病菌的生长曲线表明携带Rxo1的转基因植株对水稻细条病菌可以产生过敏性抗病反应。上述结果为利用非寄主抗性基因防治该病害提供了有用的信息。     

植物病原细菌hrp基因研究进展

hrp基因决定植物病原细菌对寄主植物致病性和诱导非寄主及抗病寄主过敏性反应,hrp基因在植物和动物病原细菌中具有同源性,编码产物具有HR的激发子、调节和组成Ⅲ型泌出系统等功能,hrpM是P．sying合成β-(1,2)—葡聚糖必需的,除了Avr蛋白和harpins外致病性或毒性蛋白也可从Hrp系统泌出,表明hrp基因在病原细菌致病性和寄主范围等方面具有潜在作用。     

玉米细菌性条斑病非寄主抗性基因Rxo1转化水稻的研究

水稻细菌性条斑病是我国重要的水稻病害之一,但是在水稻种质资源中尚未发现抗细菌性条斑病单个主效基因。利用农杆菌介导的转化系统将从玉米中克隆的细菌性条斑病非寄主抗性基因Rxo1转入我国2个杂交稻恢复系和2个常规水稻品种。转基因植株的PCR和Southern分析结果表明Rxo1基因已整合到受体基因组中,Rxo1基因单拷贝整合的转化体在自交T1代呈现抗感3∶1分离。人工接种实验和病菌的生长曲线表明携带Rxo1的转基因植株对水稻细条病菌可以产生过敏性抗病反应。上述结果为利用非寄主抗性基因防治该病害提供了有用的信息。     

玉米细菌性条斑病非寄主抗性基因Rxo1转化水稻的研究

水稻细菌性条斑病是我国重要的水稻病害之一,但是在水稻种质资源中尚未发现抗细菌性条斑病单个主效基因。利用农杆菌介导的转化系统将从玉米中克隆的细菌性条斑病非寄主抗性基因Rxo1转入我国2个杂交稻恢复系和2个常规水稻品种。转基因植株的PCR和Southern分析结果表明Rxo1基因已整合到受体基因组中,Rxo1基因单拷贝整合的转化体在自交T1代呈现抗感3∶1分离。人工接种实验和病菌的生长曲线表明携带Rxo1的转基因植株对水稻细条病菌可以产生过敏性抗病反应。上述结果为利用非寄主抗性基因防治该病害提供了有用的信息。     

植物病原细菌的hrp基因

hrp基因存在于4类革兰氏阴性植物病原细菌中,决定病原细菌对寄主植物致病性和诱导非寄主及抗病植物过敏性反应。本文从hrp基因族,hrp基因avr基因的关系,hrp基因的编码产物harpin蛋白,hrp基因调控与功能以及hrp基因参与植物-细菌互作等几个方面,较为详细地阐述了当前植物病原细菌hrp基因的研究状况,并分析了hrp基因未来研究的趋势。     

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。