粳稻品种中丹2号抗稻瘟病基因的残效

Nelson认为,在病原菌寄生物与植物寄主的共同进化过程中,寄生物对某种寄主抗性的克服并不是完全的。也就是说,某个抗病基因即使丧失抗性,但对该菌系仍有一定残效抗性,使寄主表现不太严重的感病。以前,仅有几例这方面的报道。我们在对水稻稻瘟病抗病基因的研究中,也发现这一现象。 试验材料来自银河×中丹2号、誉锦×中丹2号F_2代花培系。H_2对41个穗系和亲本在苗期接种。试     

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。     

植物非寄主抗性研究进展

非寄主抗性是植物对大多数病原微生物最普遍的抗病形式, 由于它具有广谱持久的特性, 因此在农业上有着广阔的应用前景。尽管近年来对植物抗病的分子机理研究取得了很大进展, 但对植物非寄主抗性分子机制仍不十分了解。文章对目前研究的非寄主抗性产生分子机理、植物与病原物的互作系统、PEN1编码的SNARE蛋白参与非寄主抗性、非寄主抗性研究所面临的困难以及今后的发展前景进行了概述。     

论种间关系(再续)

寄生(Parasitism) 生活在一起的两种生物,如果一方获利并对另一方造成损害就称为寄生。寄居在别种生物身上并获利的一方叫寄生物,被寄居并受害的一方叫寄主。寄生物通常以寄主的体液,组织或已消化好的食物为食,并经常或暂时地利用寄主的身体作为居住处。寄生物常常阻碍寄主的生长、降低寄主的生殖力和生活力,但一般不引起寄主的死亡(寄主死亡对寄生物也不利)。     

植物遗传工程

941149植物病毒病抗性的分子基础仁英洲Mansky,L.M.…/Areh.Virol一1993,131(i~2).一i~16〔译自DBA,1993,12(22),93一12544〕 设立了3种研究植物抗病性的通用方法。第一种方法是将在寄主中克服抗病基因的毒株核酸或氨基酸序列与在寄主中不发病的毒株的序列进行比较。第二种方法是将抗性/感性原生质体与其衍生的完整植株的反应进行比较,建立单细胞水平抗性作用和抑制细胞间移动的假说。第三种方法是研究病毒细胞间移动的机理以澄清发病机理中的基本步骤并确定特定病毒寄主相互作用的抗病机制。包括大量病毒原型的系统将有助于毒性基因的…     

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。     

植物抗病基因的分子生物学研究进展

植物在长期的进化过程中,需要不断地抵抗病原微生物、昆虫甚至食草动物的侵害。在这种长期相互作用、相互影响的共进化过程中,植物逐渐获得了一系列复杂的防御机制来保护自己。这里既有专一性的抗性,也有非专一性抗性,有的表达是组成型的而有的是诱导型的。在植物抵抗病原侵染的过程中,关键环节是病原与寄主植物间的相互识别及其随后诱发的一系列反应。人们虽然对植物抗病机理及植物抗病性在生产应用等方面做了大量的工作,积累了相当多的资料,但由于一直未能克隆到植物的抗病基因,所以在90年代初期以前有关植物抗病性的分子生物学研究进展一直都很缓慢。而最近的几年里,人们克隆到了一些植物的抗病基因,使得对寄主-病原相互作用分子机理的研究得到迅速的发展,并为抗病基因在生产中的应用带来了新的前景。     

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。     

欧亚种葡萄白粉病微效抗病基因原取代积累

对６７个欧亚种葡萄品种的白粉病抗性和４个白粉菌自然群体的研究结果表明,寄主品种之间存在着抗病性的显著差异,但寄主－病原间的特异性素,作效应不显著。对寄主不同组合的自交和杂交后代白病抗鉴定结果表明,无论亲本的感病性水平如何,其后代群体中都会出现一定量的抗病类型,而且其比例与亲本的抗病性正关。这些研究结果证明我们在研究葡萄－霜霉菌病理系统时提出的基因取代职累学说同样适合葡萄－白粉菌病理系统。     

水稻主基因-多基因混合遗传控制白叶枯病抗性的基因效应分析

利用主基因－多基因混合遗传模型分析了５个抗感交组合对水稻白叶枯病菌抗性的基因效应,结果表明５个组合中的３个主基因抗性遗传符合德尔分离比的前提下存在多基因抗性,而且这３个组合彼此间抗病基因的加性效应,主基因和多基因遗传方差及其遗传率存在变异。说明水稻白叶枯病抗性虽以主基因作用为主,但考虑到抗性的持久性,建议在水稻白叶枯病育种中构建主基因－多基因混合遗传体系,以有效抑制白枯病菌群体中小种的波动。     

抗病基因Pi-ta在骨干亲本及其衍生品种的传递

利用Pi-ta的显性分子标记对寒地稻区水稻骨干亲本合江20号及其衍生品种进行Pi-ta抗性基因传递分析。结果表明,抗病基因Pi-ta在亲本合江20号衍生子一代出现的频率为63%,子二代出现的频率为33%、子三代出现的频率为9%,抗病基因Pi-ta的传递与合江20号衍生系谱一致。抗谱分析表明,Pi-ta抗病基因在子代中出现与衍生品种的抗谱正相关,这可能与后代选择过种中抗病基因的丢失有关,这也可能是决定不同水稻品种的稻瘟病发生程度的主要原因之一。     

大麦抗白粉病基因Mlo的研究进展

野生型Mlo基因是大麦抗白粉病的负调控因子,该基因突变,赋予大麦对白粉菌的广谱抗性。综述了Mlo基因结构、功能及Mlo突变的等位基因(mlo)的抗性特点;讨论了mlo基因可能的抗病机制。为mlo抗性在麦类白粉病抗病育种中的应用提供了理论基础。     

辽宁地区水稻资源抗稻瘟病基因的检测分析

为了明确辽宁地区水稻资源中抗稻瘟病基因的分布情况及抗病效应,选取辽宁地区水稻资源176份,鉴定了抗稻瘟病基因pi21、Pi36、Pi37、Pita、Pid2、Pid3、Pi5及Pib在这些材料中的分布情况,并接种鉴定了这些材料对稻瘟病的抗性。结果表明:176份供试材料中,83份对稻瘟病表现抗病,栽培稻、杂草稻及农家种中抗病品种所占的比率分别为41.48%、1.14%及4.54%。抗稻瘟病基因pi21、Pi36和Pi37在所有参试材料中均未检测到,且分别有74份、49份、47份、52份及89份材料携带Pita、Pid2、Pid3、Pi5及Pib的抗病等位基因。抗病基因绝大部分分布在栽培种中,农家种和杂草稻中分布较少。不含有抗稻瘟病基因和只携带单个抗病基因的材料对稻瘟病的抗性均较差,而抗病基因聚合可不同程度提高材料的抗性。经检测,不含有本试验鉴定的pi21等8个已克隆抗病基因的材料共32份,其中表现抗病的占21.87%;只携带1个抗稻瘟病基因的材料为52份,表现抗病的占17.31%;携带2个抗稻瘟病基因的材料为39份,表现抗病的占69.23%,其中以携带Pita+Pi5的材料最多(14份),且均表现抗病;携带3个抗稻瘟病基因的材料为31份,表现抗病的占77.42%,以携带Pita+Pid3+Pi5的材料抗性最强;携带4个抗稻瘟病基因的水稻材料22份,表现抗病的占72.73%,携带5个抗病基因的水稻材料未检测到。     

NBS Profiling：一种有效寻找植物抗性基因的分子标记

核苷酸结合位点-富含亮氨酸重复（NBS-LRR）类的抗病基因是植物抗病基因中最大的一类,也是近年来植物抗病分子育种研究的一大热点。NBS profiling是一种新型的寻找NBS-LRR类R基因和R基因同源序列（RGA）的分子标记。本文介绍这一分子标记技术的基本原理、方法步骤、优点及其在寻找植物抗性基因中的作用。     

病原菌TAL效应子与寄主靶基因相互识别的分子密码

黄单胞杆菌属TAL效应子类蛋白作为病原菌的毒性因子或无毒因子,能够与寄主靶基因DNA的启动子进行特异性识别,调控寄主的基因表达,引起致病或抗病反应。TAL效应子类蛋白识别靶基因DNA的模式,是2个氨基酸决定1个核苷酸的识别。这种新型的蛋白质-DNA互作方式有可能在基因治疗、植物抗病基因发掘、广谱抗病基因构建等生物医学工程和农业工程方面得到广泛应用。文中综述了TAL效应子类蛋白的发现及功能,TAL效应子与寄主靶基因识别的专一性及分子密码,并对该分子密码当前的应用现状及前景进行了讨论和展望。     

水稻抗病功能基因组研究进展

作物抗病机制研究对抗性改良有重要的理论和实践意义。水稻是世界上主要粮食作物之一。目前,越来越多的水稻主效抗病基因和抗病相关基因被克隆。对于这些基因的研究可以提高人们对水稻-病原菌互作的认识,并有利于发掘水稻中新的抗性基因。现主要对近年来在水稻抗病研究中取得的成果进行概述和展望。     

稻瘟病抗病基因Pia的抗性分析及精细定位

稻瘟病是水稻最主要的病害之一.持久抗性品种可以通过聚合不同类型的抗病基因而获得.利用中国10个地区的稻瘟病群体对日本鉴别品种(爱知旭)所持的抗病基因Pia进行了抗谱分析.该基因除了在江苏群体中表现为强效抗性之外,在其他群体中均表现为弱效抗性.利用爱知旭/Kasalath的F2作图群体,通过重组体筛选、精细定位以及共分离...