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植物抗病基因的研究进展.doc

花匠小妙招
2024-09-27 09:38

植物抗病基因的研究进展

植物抗病基因的研究进展　　摘要：植物抗病基因在植物抗病过程中起重要作用。综述了植物抗病基因的克隆方法，结构特点，作用机制以及未来的发展前景。　　关键词：R-基因；克隆方法；结构特点；作用机制　　中图分类号：S432.2+3；Q785 文献标识码：A 文章编号：0439-8114(2008)05-0598-03 　　　　Advance on Plant Resistance Gene Research 　　SUN Wen-li1，2，3，LIU Yu-hui2，3，WU Yuan-hua1，FU Jun-fan1 　　(1. Plant Pathology Department，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110161，China；　　2. Biotechnology Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China；　　3. Important Scientific Engineerings of Gene Resources and Gene Improvement of China＇s Crops，Beijing 100081，China) 　　Abstract：R gene played an important role in defending the disease. This paper reviewed the gene cloning，structure characteristic，function mechanism and the foreground of R gene. 　　Key words：R gene，gene cloning，structure characteristic，function mechanism 　　　　R基因在植物的病害防御过程中起着非常重要的作用。植物时刻受到周围各种潜在病原菌的侵染。一旦病原菌侵入植物表皮，将遇到R基因和avr基因的互作，即植物的非寄主抗病性[1]。随之所产生的现象包括局部细胞坏死(过敏性细胞死亡)，木质素和胼胝质形成，以及所有与抑制病原菌生长和病害发生相关的抗菌物质产生。病原菌还有可能通过不同的途径赋予植物长期的系统抗性诱导系统免疫，使植物能抵抗其他相似病原菌的侵染[2]。随着分子生物学的发展，更多的植物抗病基因克隆方法及作用机制逐渐为人们所发现，也有更多的植物抗病基因的功能得到了证实。　　　　1 R基因的克隆方法　　　　1) 表型基因克隆法：利用表现型差异或组织器官特异表达产生的差异来克隆植物基因就是表型克隆。表型克隆在策略上试图将表型基因与结构基因表达的特征联系起来，从而分离特定的与表型相关的基因，力求不必事先知道基因的生化功能或图谱定位，根据基因的表达效应就能直接分离该基因。　　2) 转座子标签技术：转座子标签技术是比较经典的方法，是将转座子或T-DNA插入到欲分离基因的内部，基因发生突变而被标识，然后利用插入=6片段做探针克隆到抗病基因。　　3) mRNA差异显示法：是由Peng Liang等人在1992年建立的筛选基因差异表达的有效方法。它是将mRNA逆转录技术和PCR技术相结合的一种RNA指纹图谱技术。具体操作流程如下：组织样品总RNA的提取→去除RNA样品中的微量DNA→设计引物序列→逆转录归类反应体系的建立→PCR选择性扩增→mRNA DD-PCR产物的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳→差异表达条带的回收→回收条带的再次扩增→二次扩增产物的克隆、测序和GenBank查询→Northern Blot和Dot Blot杂交。　　4) 功能克隆：即利用病害已知的遗传损伤而引起的生化功能如蛋白质氨基酸缺陷的信息进行基因定位，进而克隆该致病基因。　　5) 同源序列克隆基因：根据已知的抗病基因设计引物，从相近物种中克隆其同源基因。　　6) DNA芯片技术：一种大规模集成的固相杂交，是指在固相支持物上原位合成(in situ synthesis)寡核苷酸或者直接将大量预先制备的DNA探针以显微打印的方式有序地固化于支持物表面，然后与标记的样品杂交。通过对杂交信号的检测分析，得出样品的遗传信息(基因序列及表达的信息)。　　7) 图位克隆法：针对寄主植物与病原菌互作的遗传模式(即与亲和性因子相关的互作模式或与非亲和因子相关的互作模式)创造R基因近等基因系(near isogenic line，NIL)及作图群体材料。由于常用的F2代作图群体不很稳定，目前发展了以双二倍群体DHL(double haploid popul