激发子与植物抗病信号转导

着重对激发子在植物抗病信号转导中的作用,包括激发子的类型、激发子结合蛋白的存在与防御反应信号转导的药理学研究,以及抗病基因与激发子受体的关系等方面做了介绍。     

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。     

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。     

植物病原菌无毒基因分离及特性的研究进展

植物病原菌无毒基因分离及特性的研究进展鲁国东,黄大年（福建农学院植保系,福州３５０００２）（中国水稻研究所,杭州３１０００６）Ｆｌｏｒ（１９７１）在对亚麻及其锈菌小种特异性作用的研究中,提出“基因对基因”假说。后来的大量遗传学分析证明,许多病原菌与寄主之间确实存在着这种关系（Ｄｅｗｉｔ,１９９２）。抗性反应通常的表现是寄主发生过敏性反应,过敏性反应的发生被推测为病菌无毒基因产生的激发子与作物抗性基因产生的受体之间相互识别的结果（Keen,1990a）。     

LysM蛋白介导植物免疫防卫反应及其信号激发的研究进展

溶解素基序(LysM)是一类普遍存在于大多数有机体中的蛋白质结构域。植物细胞中含有LysM结构域的蛋白能够识别不同种类含有N-乙酰葡糖胺结构的配体分子,从而启动植物对病原菌的特异防御反应。作为一种重要的模式识别受体,LysM结构域蛋白通过不同形式的寡聚化、受体类胞质激酶BIK1和MAPK级联反应向下游传递信号,而病原菌能够通过其分泌的效应蛋白特异性识别或修饰模式识别受体,规避植物细胞中病原体相关分子模式诱导的免疫反应。该文主要综述受体激酶/蛋白在病原菌激发子识别和防卫反应启动中的作用。     

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。     

虫害诱导植物合成防御性次生代谢产物的研究进展

昆虫对植物的取食活动可以激活植物的防御反应,诱导植物通过调控自身的代谢网络合成防御性次生代谢产物,抵御外界不良刺激。虫害诱导植物合成防御性次生代谢产物及其机制研究已成为近年来的研究热点之一。现对虫害诱导的植物防御性次生代谢产物、昆虫危害产生的各类激发子、植物对激发子的识别、虫害应答相关的信号转导通路及其对次生代谢物质积累的调控进行了综述,可为虫害诱导植物合成防御性次生代谢产物的机制研究提供参考,为植物虫害防治研究、植物次生代谢物质的生产和利用提供理论依据。     

植物的抗病性

每一个从事农艺的工作者都能遇见大量的植物病原菌,但是人们很少了解植物抵抗这些真菌,细菌,病毒和放线菌感染的特殊机制。其中最主要的是植物具有“先天的免疫系统”,即通过植物体中抗病基因（Ｒ）编码的可能受体与病原菌相互识别来实现的。然后引起一系列的细胞反应...     

一氧化氮与激发子诱导的植物抗病防卫反应

来源于真菌或植物细胞壁的激发子可以诱导植物的抗性反应。一系列的信号分子,如一氧化氮、活性氧、茉莉酸、水杨酸、乙烯等都参与了激发子诱导的植物抗性反应。它们在介导激发子刺激诱发胞内抗性反应的过程中起着重要的作用。本文介绍了激发子的种类,并简述了激发了受体以及植物细胞对激发子刺激的感受与传递;重点介绍了一氧化氮在激发子诱导植物抗性反应过程中的作用,以及它与其他信号分子之间相互关系的研究进展。     

高羊茅FaChit1基因cDNA克隆及诱导表达

应用简并RT-PCR及RACE技术,从高羊茅中克隆了1个Ⅰ类几丁质酶基因cDNA全长序列,命名为FaChit1.结果表明,该cDNA具有1个951 bp的完整编码框,编码316个氨基酸,其编码产物和其它植物的Ⅰ类几丁质酶在氨基酸序列上具有较高的同源性,包含典型的几丁质结合区、催化区以及脯氨酸、半胱氨酸富集的铰链区,但缺少定位到植物液泡所必须的C末端延伸区靶向信号.Northern杂交显示,FaChit1对真菌激发子有较强的响应,乙烯和干旱胁迫均能有效诱导FaChit1基因的表达,而对机械损伤处理的反应比较微弱,只在叶片中积累少量的mRNA.     

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。     

芋螺毒素基因资源研究进展

芋螺毒素和微生物的次生代谢产物与植物的生物碱一样,具有生物多样性的特点。芋螺毒素特有的二硫键骨架和化学修饰后特异的空间结构,使其具有特异的稳定性和药理学活性。对芋螺毒素基因的分析和新型基因的克隆筛选,是深入研究各种受体、离子通道及其亚型,进而在克隆表达的靶受体上设计和筛选高效新药的前提。芋螺毒素基因资源的研究在芋螺毒素新基因及其编码产物毒素肽的发现与利用方面发挥了重要作用。现对该领域的新进展进行论述。     

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。     

丛枝菌根菌丝桥介导的番茄植株根系间抗病信号的传递

菌根菌丝桥是植物间在地下进行物质交流的通道, 但它能否作为植物间地下化学通讯的通道来传递抗病信号则缺乏研究. 本文利用丛枝菌根真菌（AMF）摩西球囊霉在供体与受体番茄植株间建立菌丝桥, 对供体植株接种早疫病病原菌茄链格孢菌, 研究供体与受体番茄植株根系间是否存在抗病信号的传递. 荧光定量PCR检测表明, AMF侵染后的供体番茄植株再接种病原菌, 其根系中苯丙氨酸解氨酶基因（PAL)、脂氧合酶基因（LOX）和几丁质酶基因（PR₃）的转录水平显著高于仅接种病原菌、未接种病原菌和AMF, 以及只接种AMF的番茄植株. 更重要的是, 与供体有菌丝桥连接的受体番茄根系中PAL、LOX和PR₃的基因的表达量也显著高于无菌丝桥连接、菌丝桥连接被阻断以及有菌丝桥连接但供体植物未接种病原菌的处理,3个基因最高转录水平达到无菌丝桥连接对照受体植物的4.2、4.5和3.5倍. 此外, 供体植株根系启动防御反应的时间（18和65 h）比受体（100和140 h）早. 表明病原菌诱导番茄供体根系产生的抗病信号可以通过菌丝桥传递到受体根系.     

植物SAR和ISR中的乙烯信号转导网络

乙烯作为重要的信号分子在植物SAR和ISR中发挥重要作用。受病原物和其它激发子处理后,植物体内乙烯被合成,为内质网上一个His激酶类受体家族(Ⅰ型和Ⅱ型)所感知,在铜离子的转运活性下,乙烯与受体的结合使Raf-类Ser/Thr激酶CTR1失活。在CTR1的下游,EIN2、EIN3、EIN5/AIN1、EIN6、EIN7是乙烯反应的正调节子,负责乙烯信号的传导。EIN2编码功能未知的新的膜整合蛋白,而EIN5/AIN1、EIN6和EIN7尚未从分子水平上进行鉴定。定位在核内的DNA结合蛋白EIN3,直接作用于ERF1,调节乙烯反应基因的转录,激活植物防御素和病程相关蛋白基因的表达,使植物建立抗病性反应。     

植物逆境miRNA研究进展

包括生物和非生物在内的多种逆境胁迫是植物正常生长和作物产量提高的重要限制性因素。植物在长期的进化过程中, 通过诱导表达某些抵御或防卫途径的关键基因来实现对胁迫的响应。研究表明, 逆境胁迫不仅会诱导植物蛋白质编码基因的表达, 也会诱导一些非蛋白质编码基因的表达, 这类非蛋白质编码基因的表达产物在植物的生长、发育和应对逆境胁迫等过程中起到重要的调控作用。miRNA(小分子RNA)就是这类非蛋白质编码基因产物中的重要类群, 研究发现, 多种逆境均会诱导miRNA的产生, 其作用是通过引导目的基因mRNA的降解和阻止翻译过程来调控靶基因, 最终通过形态或生理上的变化达到对逆境的适应。文章主要对植物逆境胁迫下miRNA的研究, 特别是逆境胁迫诱导miRNA的产生、靶基因调控以及miRNA在植物适应逆境胁迫过程中的作用进行了综述, 同时, 文章还对在逆境胁迫下植物miRNA的研究方法进行了初步的探讨。