首页 > 分享 > 植物抗病的分子基础与研究进展

植物抗病的分子基础与研究进展

花匠小妙招
2024-10-11 04:43

文章编号:

1003-4803(2006)06-0428-05

植物抗病的分子基础与研究进展

许丽

1,2

,李

王

月莹

,林凤

(1.沈阳农业大学,辽宁沈阳110161;2.沈阳师范大学化学与生命科学学院,辽宁沈阳110034)

摘要:

从分子水平讨论了植物抗病机制及与抗病性紧密相关的信号分子,并简要叙述了有关植

物抗病性的研究进展。

关键词:

抗病机制;信号分子;抗病基因;抗病类似序列;核苷酸结合位点;富含亮氨酸重复;丝

氨酸/苏氨酸激酶

中图分类号:S435.01

文献标识码:A

自然界中,植物经常会受到各种病原物如细

菌、真菌和病毒等的侵害,植物在抵抗病原菌侵染

的过程中形成了一系列复杂的抗病机制,与植物

抗病机制紧密相关的信号分子转导了这些复杂的

抗病信号,促使植物引发过敏性反应、产生系统获

得性抗性等。目前,研究植物抗病的分子机制、抗病基因的定位、抗病基因的克隆、抗病基因的结

构,以及进一步研究抗病基因的功能等,对于生产

上进行作物抗病分子育种具有指导性的意义。

1植物抗病的分子基础

111寄主

—病原物互作

寄主—病原物互作是侵染过程中最初发生在

细胞表面的亲和识别和非亲和识别,其机制在于

寄主-病原物细胞组分是否互补并发生专化性或

特异性结合,主要依据Flor

[1]

(1947)在研究亚麻

锈病时的发现:病原含毒性基因

(vir

)和无毒基因

(

avr

),感病与抗病寄主分别含感病基因(

r)和抗

病基因(

),只有携avr

基因的病原与携带R

基因的寄主互作时,寄主—病原物发生特异性结合,二者表现不亲和,即寄主抗病;反之,二者表现亲和,即寄主感病。112植物抗病反应机制植物在面临多种病菌挑战中,长期进化形成了一系列复杂的抗病机制来抵抗病原菌的侵害:如过敏性反应(HR)、系统获得性抗性(SAR)、诱导性系统抗性(ISR)、非寄主抗性等。HR是植物抗病反应的一种典型局部症状,是植物细胞受病原菌攻击后24h内局部快速坏死的反应。基本变化过程:病原物侵染点细胞进入程序死亡→病原物侵染点和周围细胞的细胞壁结构发生改变→侵染点和周围细胞中防卫反应基因表达。关于诱发HR的机制许多研究表明[2]:HR的诱发始于植物与病原菌之间细胞代谢物质的相互作用,诱发HR的起始信号来自病原菌分泌物。继HR之后植物在整体水平上产生的抗性定义为SAR,是性质上类似动物免疫的一种机制,具有系统性、持久性和广谱性等特点。已经证实SAR由水杨酸(SA)介导,SA和具有生理活性的SA类似物抑制过氧化氢酶活性,导致H2O2水平升高激活PR21基因表达,即建立SAR。ISR是促进植物生长的根围细菌与植物互作时诱导的系统抗性。如[3]:在非病原菌株荧光假单胞菌侵染拟南芥时产生一个与SAR相似的系统抗性,通过茉莉酸(JA)和乙烯(Et)介导;最新研究发现油菜素内脂(B1)可以诱导植物产生另外一种广谱抗病性,被称为类固醇激素介导的抗病(BDR),它不需要SA的合成,也不诱导病程相关基因的表达。另外,植物中还存在一种非寄主抗性,是寄主植物的抗病性在多数情况下没有小种专一性,且抗性持久,在生产上有很高的应用价值。113抗病信号转导细胞信号转导主要研究胞间信号(激素)以及外界环境因子作用于细胞表面或胞内受体后,如何跨膜传递形成的胞内第二信使,以及其后的信号分子级联传递、诱导基因表达和引起生理生化反应等过程[4]。植物从接触病原菌到系统获得

Ξ收稿日期:2006-06-06基金项目:沈阳市科技局国际合作项目(1041053-6-04)和沈阳师范大学实验中心主任基金资助杂粮作物RainFedCrops2006,26(6):428432