植物病程相关蛋白及其在烟草中的研究进展

植物在受到病原物侵染时,会产生一系列抗性反应,病程相关蛋白是其中参与抗病性的重要物质,能够被病原物诱导产生并在植物体内积累,对于诱导植物系统抗性,阻止病原物侵染具有重要作用。对植物病程相关蛋白的性质、诱导因素、分类和功能进行综述,并概述病程相关蛋白与烟草系统抗性的紧密联系以及烟草病程相关蛋白基因在增强系统抗性中的应用,为烟草抗病育种和病虫害防治提供了理论。     

植物几丁质酶与病害防治研究进展

植物与病原物相互作用的关系问题,是植物病理学的中心内容之一,也是近年来进展最快的领域,其中有关植物病程相关蛋白(PR蛋白)的研究尤为引人注目。 为了对付病原物的入侵,植物通过进化形成了一整套复杂的、在不同水平上起作用的防卫系统。植物的一种重要的防卫系统是过敏性反应(HR反应);过敏性反应的结果形成植物的诱导抗性,包括局限于侵染点的局部诱导抗性和除侵染点外整株植物的系统性诱导抗性。诱导抗性在多种植物中已有报道,其生理生化基础正在逐步被阐明。     

木薯UGT41基因对细菌性枯萎病的抗性研究北大核心CSCD

糖基转移酶广泛存在于植物中,其中UDP依赖型糖基转移酶(UDP-glycosyltransferases,UGTs)基因家族是糖基转移酶中的一大类。该研究以华南124木薯品种(Manihot esculenta cv.SC124)为材料,利用RT-PCR技术克隆木薯MeUGT41基因,以病毒诱导干扰木薯MeUGT41基因的表达量,并对基因干扰植株进行细菌性枯萎病抗性评价,为研究MeUGT41基因在木薯抵抗细菌性枯萎病的抗病机理奠定基础。结果表明:(1)地毯草黄单胞菌(Xamthomonas axonopodis pv.Manihotis,Xam)可显著诱导木薯MeUGT41基因表达。(2)成功构建MeUGT41的病毒诱导基因沉默(VIGS)载体,将干扰载体转化至木薯叶片进行MeUGT41基因沉默,荧光定量PCR检测结果显示,木薯叶片中MeUGT41基因的表达量显著下降。(3)Xam侵染实验表明,干扰抑制MeUGT41基因表达可显著降低木薯植株叶片对Xam病菌侵染的抵抗能力。研究认为,木薯叶片中MeUGT41基因具有抵抗Xam病菌侵染的能力。     

丛枝菌根菌诱导植物抗病的内在机制

应用菌根真菌诱导植物抗病性是近年化学生态学和病害生物防治研究的热点．研究表明,丛枝菌根真菌(AMF)对土传病原物具有一定拮抗或抑制作用,能提高植物对土传病害的抗／耐病性．在菌根根际,各种菌群不断产生相互作用,AMF在其中起着抑制病原菌、促进有益菌生长的作用,可与其他桔抗菌结合,用做生防菌．AMF提高植物抗病性的机制还有这样几种假设：(1)植物营养得到改善;(2)竞争作用;(3)根系形态结构改变;(4)根际微生物区系变化;(5)诱导抗性及诱导系统抗性,即AMF侵染植物根系后,诱导植物体内酚酸类代谢产物增加,使植物产生局部或系统防御反应．深人研究AMF提高植物抗病性的机制,有助于正确理解菌根的抗病作用,使其能尽快地成为植物病害生物防治中的一种新方法,在生态农业中发挥作用。     

接触识别导误与烟草抗赤星病诱导的关系

用非病原细菌、病毒和赤星菌弱毒株先对烟草作预处理,后在未诱导叶片上接种赤星菌毒性菌株,发现诱导处理可引起病菌7类侵染前行为失误:①孢子萌发延迟;②持续产孢;③孢子、芽管产生粘联物(adhesin)的能力降低或丧失;④芽管背离叶片生长;⑤芽管顶端膨大、侵染能力降低或丧失;③芽管盘附在叶面上,但侵染能力降低或丧失;⑦芽管弯曲生长,顶部液泡化或原生质流空.这些行为导误与赤星菌致病力的诱导减弱有关,使烟草发病程度减轻55—94%.分析认为,病菌侵染前行为导误取决于接触识别导误,是烟草抗赤星病诱导的一种有效反应.     

植物生物技术的现状及展望

1　大田转基因植物研究现状1.1　病原体诱导的病毒抗性自从Beachy等发现转基因植物表达烟草花叶病毒外壳蛋白基因可以抑制或延缓病毒病的发生之后 ,又发现许多病毒序列可以产生一定水平的抗病性。病原体诱导的病毒抗性 (PDR)基因包括一些非编码蛋白序列 (如缺陷干扰型RNAs和DNA     

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。     

SPINDLY在壳寡糖诱导拟南芥抗丁香假单胞菌中的功能

为了探讨拟南芥O-岩藻糖基转移酶(SPINDLY)在病原体相关分子模式诱导抗性中的作用,该研究以SPINDLY缺失拟南芥突变体spy-3为实验材料,从叶片表型、病情指数、病菌定殖量以及丁香假单胞菌(Pst DC3000)关键基因的表达水平等指标,系统考察了SPINDLY在壳寡糖诱导拟南芥抗Pst DC3000中的功能。结果显示:(1)spy-3突变体比野生型更易被Pst DC3000侵染。(2)与病菌侵染组相比,壳寡糖预处理明显缓解植株叶片黄化现象,显著降低Pst DC3000的定殖量。(3)壳寡糖预处理的spy-3植株中水杨酸和茉莉酸途径相关基因的表达量及水杨酸和茉莉酸含量均较病菌侵染组明显升高。(4)壳寡糖在spy-3中的诱抗效果与野生型相比无明显差别。研究表明,SPINDLY在植物先天免疫过程发挥重要作用,但并不影响壳寡糖的诱导抗性。     

壳寡糖诱导烟草对TMV长距离移动的影响

采用ELISA-DSM法和半叶枯斑法,测定了壳寡糖(50μg/mL)诱导后普通烟(Nicotiana tabacum)植株体内TMV浓度的变化.ELISA-DSM测定显示,在接种后10 d,仅在接种叶的上位叶和新生叶片中检测到病毒,且病毒浓度仅为不诱导对照的52.7%和38.8%,在下位叶中未检测到病毒;同时,接种叶内病毒增殖严重受抑,接种后10 d,病毒浓度仅为不诱导对照的23.52%.半叶枯斑法检测获得了相同结果,以壳寡糖处理植株的不同叶位的叶片为毒源,产生的枯斑数目都大幅度低于不诱导对照.以上结果证明,壳寡糖处理后TMV的上行和下行长距离移动均明显延迟和减少,下行移动受到的影响更大.透射电镜检查发现,处理植株接种叶的下位叶片韧皮部细胞中没有病毒晶体和病毒粒子,在上位叶片筛管伴胞中仅见少量病毒粒子,两者都未发现任何诱导新生物,也未见其他细胞结构变化.结果表明,壳寡糖处理使烟草对TMV病毒侵染产生了诱导抗病性,系统侵染症状明显减弱;壳寡糖处理对病毒长距离移动的不利影响可能是接种叶片病毒增殖减少所造成的.     

TMV-番茄互作中的系统性PCD反应

以往研究证实超敏反应(HR)中的细胞程序化死亡(PCD)是植物对病毒的有效防御手段. 但目前对系统获得性抗性反应(SAR)中的PCD至今还知之甚少. 通过烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus, TMV)-番茄(Lycopersicon esculentum)互作系统, 发现TMV的局部侵染能够诱导番茄非接种部位的细胞死亡, 但这些部位的酶联免疫吸附实验(ELISA)中未发现有病毒; 且发生死亡的细胞都表现以下的生物学及分子学特征：染色质浓缩, 形成团块, 并于细胞核边缘分布; 细胞核的TUNEL检测呈阳性; DNA ladder检测出现梯状条带; 线粒体和叶绿体结构破毁; 液泡膜和质膜发生收缩和降解等. 结果说明 TMV对番茄叶片的局部性侵染, 在病毒不发生扩散的情况下, 能引起根尖、茎尖和非接种叶片中的系统性PCD反应, 上述组织中的这种反应在发生时间与同步性上不同, 且在诱发原因和表现形式上与HR-PCD和SAR存在差异.     

脱落酸在植物抗虫性中的作用研究进展

脱落酸是植物的五大类激素之一,增强植物对非生物胁迫的抗逆性,在植物抵抗病菌、病毒及害虫等生物胁迫中也起到重要作用。脱落酸在植物应对病原物侵染过程中所起着复杂的作用,可以利于植物抗病或促进植物感病;与抗病原物相似的是,昆虫为害植物时,脱落酸诱导植物抗虫或感虫。植物体内的多种激素信号间是交互作用的,它们既可以互作促进,又可以相互拮抗抵消,脱落酸与其它植物激素如茉莉酸、乙烯、水杨酸等也存在互作。其中,脱落酸与茉莉酸协同抗虫的研究较多,是否有拮抗抗虫未见报道,但它们在参与植物对线虫防御中起拮抗作用;有少量研究发现脱落酸与乙烯间有拮抗抗虫作用;脱落酸与水杨酸间有拮抗作用,但互作抗虫的研究较少。该篇综述对了解植物激素互作和抗虫机制具有重要意义。     

系统获得性抗性移动信号Pip/NHP研究进展

系统获得性抗性(SAR)是一种因病原微生物初次侵染植物局部叶片而被激活的整株水平上的持久广谱抗性。在初次侵染部位快速产生的抗性信号, 可通过韧皮部传输到植物其它部位, 从而激活SAR。哌啶酸/N-羟基哌啶酸(Pip/NHP)作为新发现的移动信号分子, 在SAR信号通路中具有重要作用。该文综述了Pip/NHP的合成、转运以及对SAR调控作用的最新研究进展。     

芝麻病毒病害研究：Ⅱ.芝麻黄花叶病病原鉴定

继对芝麻矮化坏死病源研究之后,又对普遍发生的芝麻黄花叶病害分离物(YMo—I)进行了系统鉴定。该分离物普遍存在于各芝麻主产区,普通年份发病率为1～5％。YMo—I侵染芝麻引起叶片褪绿及黄绿相间花叶。摩擦接种能够侵染4科12种(品种)植物。局部侵染苋色藜、昆诺藜;系统侵染大豆、花生、望江南、克氏烟等。该病毒能够由桃蚜、花生蚜、大豆蚜以非持久性方式进行传播。ELISA检测其病株种子带毒率为0.5％,但尚未发现种生病苗。病毒在组织汁液中存活期3天;钝化温度55～60℃,稀释限点4×10~(-3)。提纯病毒为弯曲线状粒体,大小约为13×730nm。并有极易凝聚的趋势。病组织中诱导大量典型PVY第一亚组的风轮形和卷筒状细胞质内含体和少数多边形结晶核内含体。血清学上该病毒与花生条纹病毒(PStV)、西瓜花叶病毒—2(MMV—2)密切相关,与花生斑驳病毒、大豆花叶病毒弱相关;与芜菁花叶病毒不相关。但它不侵染WMV—2的寄主—黄瓜,并且该病害田间的发生流行与芝麻、花生的间作方式以及PStV在花生田间的流行密切相关。根据上述结果,YMo—I分离株被鉴定为花生条纹病毒的一芝麻分离株。     

植物免疫反应中的小RNA

植物中的小RNA参与多种生物学过程,依据其起源及前体结构的不同主要分为两类:微小RNA(miRNAs)和小干扰RNA(siRNAs),它们的长度通常为21~24个核苷酸,在生物合成途径以及作用机制等方面存在差异。病原物侵染植物后常通过诱导或抑制小RNA分子来调节抗病相关基因的表达,进而调控植物与病原物的互作反应。文章就小RNA的生物合成、作用途径及其在植物与病原物互作中的调控机制等方面进行了综述。     

大豆不同花叶病毒抗性品种胼胝质荧光标记初探

选用6个大豆品种与4个不同的大豆花叶病毒株系,分别组成抗病级别不同的组合,通过对接种叶片与上位叶症状观察、苯胺蓝染色辅以荧光显微镜观察和药物学试验,探讨了不同抗病级别组合中胼胝质(即β-l,3-葡聚糖)积累的特点及其在大豆抵抗大豆花叶病毒侵染过程中的作用。试验结果表明,大豆接种病毒后,在抗病级别分别为0～3的各个组合的叶肉细胞中,在侵染早期(接种后6、72 h)不同的组合在不同时间点分别观察到了胼胝质荧光,且胼胝质荧光出现的时间与抗病级别密切相关,即抗病性越强的组合在侵染点处观察到胼胝质的时间越早;而在抗病级别为5的组合中一直未能观察到胼胝质荧光。另外,在抗病级别为0级和1级的各组合中给叶片预注射2-DDG(2-deoxy-D-glucose,一种胼胝质合成抑制剂)再接种病毒,在上位叶能观察到坏死斑的出现并且通过RT-PCR能够检测到大豆花叶病毒外壳蛋白基因。以上结果表明,大豆被大豆花叶病毒侵染后,抗病性越强的品种就会在侵染点处越早地积累胼胝质,胼胝质的沉积与大豆抗病毒侵染密切相关。     

高等植物病原相关蛋白

在过去的三十年中,人们对诱导系统性抗性——这一普遍存在于高等植物抗病过程中的现象——进行了深入研究。被真菌、细菌或病毒侵染后,植物表现出广泛的、长时间的系统性抗性。在这一过程中,植物细胞壁组成成分发生改变,表达各种病原相关蛋白(PR蛋白),并合成多种植物抗毒素。本文就主要的PR蛋白家族的结构和功能特性,PR蛋白的发现和分类,及PR蛋白的应用作一综述。     

农杆菌介导5种中草药叶片瞬时表达的研究

农杆菌介导的瞬时基因表达因其操作简单、可重复性高和实验成本低而成为研究基因功能、生产活性蛋白的有效方法。该研究以非病毒型(载体Ⅰ)和病毒型二元载体(载体Ⅱ)及两种农杆菌(EHA105、LBA4404)为介导,通过叶片渗透法在5种中草药(甘草、黄芩、黄芪、大黄、板蓝根)叶片中进行报告基因GFP的瞬时表达,并对影响表达的因素进行分析,以明确中药材中适宜瞬时表达技术应用的物种材料。结果显示:(1)农杆菌在5种中草药叶片中的瞬时转化效率受到载体、菌株和植物物种类型的影响。(2)在所选的5种中草药植物中,与无转化载体的菌株相比,当农杆菌重悬液OD_(600)为0.8、叶片侵染5～7 d时,含非病毒型二元载体的EHA105菌株在甘草叶片中荧光强度最高,大黄次之;含病毒型二元载体的LBA4404菌株在黄芩叶片中GFP荧光表达量最高;含不同载体的不同菌液侵染的甘草、黄芪叶片仅有注射孔处检测出荧光或几乎无荧光蛋白表达,即未向四周扩散表达;在板蓝根叶片中检测出弱荧光或无荧光强度。研究表明,甘草和黄芩植物叶片可作为农杆菌介导基因瞬时表达的材料。     

长链非编码RNANRAV在抗病毒应答中对干扰素刺激基因(ISG)转录的调控作用

<正>天然免疫是宿主抵抗病毒的第一道防线。病毒侵染宿主后,宿主的病原识别受体(PRR)鉴别出病毒的核酸或蛋白质组分,激活抗病毒天然免疫应答。一系列天然免疫信号通路被PRR激活,通路下游的转录因子随之活化并进入细胞核,核内各种免疫相关基因依次开始转录调控。首先,干扰素大量表达并被分泌至细胞外,随后上百种干扰素刺激基因(ISG)转录表达。这些ISG蛋白分布至细胞内外,通过多种机制抵御病毒的感染复制,以清除机体内的病毒。长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lnc RNA)是一类长度大于200nt、不具有蛋白编码特性的RNA分子。近年来大量实验证据表明,长链非编码RNA在细胞     

枯萎病菌侵染后棉苗体内多酚氧化酶活性的变化(简报)

氟乐灵诱发处理及枯萎病菌侵染可明显提高棉亩叶片和根部组织中多酚氧化酶活性。枯萎病菌侵染后,经氟乐灵诱发处理并产生诱导抗性的棉苗及抗病品种棉苗中多酚氧化酶活性快速上升,增加幅度大;而感病品种棉苗中酶活性前期无明显增加,后期才有一定程度的上升。由此认为,多酚氧化酶可能在棉花对枯萎病的抗性及由氟乐灵诱发的诱导抗性中起作用。     

VIGS技术在甜菜上的应用

病毒诱导基因沉默(VIGS)是一种应用于研究植物基因功能的反向遗传学手段。相对于基因敲除及转基因等方法,它具有时间短、成本低、高通量等优点。随着甜菜全基因组的测序完成,为尽早对大量序列信息进行注释和功能鉴定,急需建立甜菜VIGS体系。本文采用目前应用最广泛的烟草脆裂病毒载体在农杆菌的介导下侵染甜菜幼苗叶片,同时设立对照。提取甜菜幼苗叶片总RNA,并反转录成c DNA,设计特异引物进行RT-PCR检测。结果表明:在侵染植株上检测到了烟草脆裂病毒特异条带,证明该病毒可以对甜菜进行侵染,这一结果为下一步建立甜菜VIGS体系奠定了基础。