植物先天免疫机制研究取得新进展

<正>植物为了抵御病原菌的入侵,在长期的进化中,形成了十分复杂的免疫系统,包括基础抗性和抗病基因介导的抗性两个层次。基础抗性属于第一层次的植物天然免疫,通常由植物表面的受体(PRRs)对病原相关分子模式(PAMPs)进行识别后引发,具有相对广谱、稳定和持久的特点。病原相关分子模式是许多病原菌普遍具有的,在进化上比较保守,如细菌鞭毛     

寄主诱导的基因沉默提高植物真菌病害抗性研究进展

寄主诱导的基因沉默(host-induced gene silencing,HIGS)以病原菌生长发育、产孢繁殖、侵染或致病过程中的关键基因作为靶点,在寄主植物中表达针对靶基因的RNAi构建体,在病原菌侵染植物的过程中,摄入相应的ds RNA或si RNA分子,通过识别、结合特异核苷酸序列,干扰病菌靶基因表达,从而抑制病菌侵染和扩展,使植物表现抗病。这项技术为培育基于病原菌特异序列的植物抗病性奠定了基础,显示了巨大的应用潜力。本文综述了利用HIGS技术提高植物真菌病抗性的最新研究进展,总结了国内外利用这项技术改良植物真菌病害抗性的主要策略、技术路线,展望了发展应用前景。     

转fla基因水稻的育成及抗病谱分析

植物在长期抵御病原物侵染的进化过程中,通过识别病原相关分子模式(pathogen-associated molecular pattern,PAMPs)激活植物的防卫反应是一个重要的抗病机制。细菌鞭毛蛋白保守的分子特征属于PAMPs,植物可通过识别鞭毛蛋白来感知细菌,从而启动植物自身的免疫系统。这一特性提示鞭毛蛋白在植物抗病育种具有较大的应用前景。本研究利用转基因载体p CAMBIA1300将来源于枯草芽胞杆菌的鞭毛蛋白基因转入水稻,通过转基因植株的分子鉴定和抗性鉴定,筛选到3株苗期高抗稻瘟病的转基因植株。转基因植株不产生类似过敏反应的褪绿斑点。这一结果提示枯草芽胞杆菌鞭毛蛋白在水稻稻瘟病抗性育种中具有一定的应用潜力,获得的转基因抗性植株对不同抗性机制的研究具有一定的意义。     

抗稻瘟病新基因被克隆

<正>近日,《细胞研究》在线发表中国工程院院士万建民团队有关水稻抗稻瘟病分子机制的最新进展。他们克隆了调控水稻先天免疫的新基因Os CNGC9,并对其影响水稻苗期稻瘟病抗性的分子机制进行了深入研究。植物主要依靠自身的免疫系统抵御病原的入侵。在模式触发的免疫反应(PTI)中,植物通过定位于细胞膜上的模式识别受体(PRRs)识别病原相关分子模式(PAMP),从而激活PTI反应。细胞质中钙离子浓度的瞬时上升一直     

植物病原物效应子与寄主植物互作的研究进展

植物病原物在侵染寄主过程中会分泌与寄主植物相互作用的蛋白,这类蛋白称为效应蛋白(效应子),这些效应蛋白在植物细胞内发挥着重要作用,从而影响植物病原物与寄主的相互作用。针对植物病原物效应子功能及其作用机理的研究将有助于更好地了解植物病原物与寄主植物相互作用的分子机制。本研究对细菌、卵菌、真菌和线虫的效应子的研究进展进行了综述,并重点阐述了这4类病原物与寄主植物相互作用的理论基础、效应子的功能机制,这些研究结果可为未来作物抗病改良和病害防控策略的制定提供参考。     

病原菌诱发的植物先天免疫研究进展

植物生存在复杂多变的环境之中,它们不仅拥有抵御病原菌的天然屏障,如坚硬的细胞壁、质外体的低p H值、分泌的抗菌酶或其它抗菌组分等,而且进化出了精密的先天免疫系统:病原菌相关分子特征(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)诱导的免疫反应(PAMP-triggered immunity,PTI)和效应因子诱导的免疫反应(effector-triggered immunity,ETI)。PTI和ETI,虽然代表的是植物先天免疫的不同层面,但两者密切相关,奠定了植物先天免疫的遗传学基础。本综述描述了植物与病原菌相互作用的共同进化过程,概述了植物先天免疫在病原菌入侵过程中发挥的作用及其分子机制,并阐述了植物病原细菌Ⅲ型分泌系统分泌的大量效应蛋白在调控植物先天免疫中的重要作用。     

植物抗病基因特异性分子进化

病原物与寄主间长期的相互选择与适应，使得植物的抗病性具有丰富的表现形式。根据基因对基因模式，植物中存在的抗病基因和病原物中具备的无毒基因的互作进化可视为连续的步步适应的相互选择的过程。随着抗病基因的分离以及抗病性分子生物学研究的不断深入，抗病基因保持对无毒基因的识别从而不断进化的分子机制逐步得到阐明。本文综述了植物与病原物相互作用过程中，植物对病原物的特异性识别，由此获得的对于该病原物的专化抗性，并且随病原物的变异而进化的分子机制方面的研究进展，主要包括：抗病基因的结构特征，无毒基因的多样性，抗病基因的基因组结构，抗病基因之间在起源和进化上的关系以及重组、复制、删除、转座子等对植物保持对不断变化的无毒基因特异性识别所起的作用等方面。     

中科院遗传发育所在水稻抗病蛋白引发的防卫信号转导研究中获新发现

<正>抗病蛋白是植物免疫的重要成员,以NLR类蛋白居多,以水稻为例,其基因组中就拥有超过400个编码NLR蛋白的基因,由此可见NLR蛋白对植物免疫的重要性。作为免疫受体,抗病蛋白能引发对多种病原微生物以及昆虫的防卫反应,从而赋予植物对病原小种的免疫性。目前已知的抗病蛋白数量不     

中科院微生物所受体类激酶介导植物先天免疫研究获系列进展

正植物对病菌的识别主要存在于两个层面,对病菌表面保守的分子特征物质(PAMP)的识别(PTI,PAMPs triggered immunity)和对致病因子(effector)的识别(ETI,Effector triggered immunity)。这两个层面上的识别都可以激活下游的抗病基因,而这些基因的激活很多是通过蛋白磷酸化修饰实现的。中国科学院微生物研究所刘俊课     

植物诱导抗病性与诱抗剂研究进展

<正> 植物的诱导抗病性,又称系统获得抗性(systemic acquired resistance)或植物免疫(plant immunization),是植物在一定的诱抗剂刺激下,对随后的病原菌侵染具有抵抗性的特征。植物诱抗剂又名激发子(elicitor),是一类能诱导寄主植物产生防卫反应的特殊化合物的总称。这些物质在很低浓度下(10~(-9)mol/L或更低)即可被植物识别为信号物质,诱发植物自身的免疫系统,最终使植物获得抵御病害的能力。因此,植物诱抗剂可称得上是植物的"疫苗",在植物发病前施用,以防为主,     

植物代谢产物在抗病反应中的功能研究进展

植物在和病原微生物共同进化的过程中形成了复杂的免疫防卫系统,其中,植物的代谢途径在其免疫防卫系统中发挥重要作用。植物在多种代谢过程中产生许多可提高植物抗病性的代谢产物,这些代谢产物是构成植物免疫系统的重要物质基础。为了了解不同的代谢产物在植物抗病中的功能及其机制,笔者结合近年研究,综述了植物代谢产物水杨酸、植物凝集素、富含羟脯氨酸糖蛋白以及次生代谢产物植保素、木质素、胼胝质的生化特点;这些代谢产物在植物抗病作用中的功能及其在抗病信号传导途径中的作用机制也得以阐明。     

植物三型信号分泌系统下的抗病基因防御机制

近年来随着对植物抗病机理及信号转导途径的深入研究和探索,以及通过分子生物学手段新的抗病基因和病原菌无毒基因不断被克隆,科研人员对于植物三型信号分泌系统中抗病（R）基因和无毒(Avr)基因的结构、功能,作用模式及作用机制具有更加深入的认识。深入研究病原菌—寄主之间的相互作用关系,为制定更为有效的植物病害防治措施提供了依据。该文通过对三型信号分泌系统中植物病原识别受体的组成部分,抗病基因的结构域及种类,抗病基因与无毒基因及相互作用的两种模式及具体机制的总结,从植物抗病基因角度探讨了三型信号分泌系统下植物的抗病机制并在此基础上进行了前景展望。     

30%己乙水剂对玉米根系生理活性的调控效应

以玉米品种农大3138为材料，在大田和PVC管栽条件下研究了应用植物生长调节剂30%己乙水剂对玉米根系生理活性的影响，结果表明，玉米6叶期用400 mg/L 30%己乙水剂叶面喷施处理，可增加根系干重，显著提高第8层根（气生根）量，提高拔节期和籽粒形成期1～4层根、6～7层根的活力；提高拔节期和籽粒形成期1～4层根中蔗糖转化酶活性。15N示踪试验结果表明，30%己乙水剂处理提高了玉米灌浆期氮的累积，增加了向果穗和根系的分配，提高了根系伤流量和根系中氨基酸含量。30%己乙水剂处理后，玉米根系中生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸等激素含量的变化同根系生理活性变化相应，特别是通过根系伤流液向地上部输送细胞分裂素的能力增强，可能是整株生长发育改善的重要原因。30%己乙水剂施用提高玉米产量11.7%。     

马铃薯叶型和种植密度对产量组分的影响

最佳种植密度有利于对不同叶型马铃薯品种的田间管理,而且在高产同时可以获得最佳产量组分。为研究马铃薯叶型和种植密度的相互关系,找到不同叶型品种的最佳种植密度,选取株型直立的中晚熟代表品种Atlantic（叶上冲型）和甘农薯7号（叶平展型）,固定行距70cm,设置30、25、20、15和10cm 5个株距,测定了植株性状、叶绿素荧光参数和块茎产量组分,并分析了不同种植密度下2个品种性状差异以及植株性状和产量组分之间的相关性。田间鉴定表明,随着种植密度的增加,2个品种的株高、节间距、披垂度和叶面积指数增加,茎粗、垂角和叶夹角降低,光合系统Ⅱ最大光化学效率F_v/F_m增加,但实际光化学效率Φ_PSII降低。相对于叶上冲型品种Atlantic,叶平展型品种甘农薯7号披垂值显著增加。株距为15~30cm时,2个品种种植密度的提高均可以显著增加单株产量、单株结薯数和小区产量。结果表明,叶平展型品种甘农薯7号在株距25cm、叶上冲型品种Atlantic在株距20cm时,植株冠层结构分布最佳,商品薯率和小区产量较高,为最适种植密度。     

植物对土壤微生物多样性的影响研究进展

土壤微生物是植物-土壤系统中比较活跃的组成成分,土壤微生物多样性代表着微生物群落的稳定性,对植被的生长发育和群落结构的演替具有重要作用。本文通过植物类型、植物多样性、植物不同生长发育阶段、同一植物不同基因型、植物根系分泌物和外来植物入侵对土壤微生物多样性的影响分析,探讨植物和土壤微生物多样性之间的内在联系,为植物保护和农业可持续发展研究提供参考。     

美国植物种质资源保护与研究利用

美国不是作物起源中心,但却是世界上保存植物种质资源最多的国家。美国拥有较完善的植物种质资源保护体系,其法律法规、管理制度、种质资源交换与共享政策、资助体系等稳定而灵活,保存设施和信息网络建设稳步发展,在种质资源收集、鉴定评价、新基因发掘、种质创新等方面针对不同作物的需求均取得了很大成效,充分体现出种质资源的基础性和公益性特点。本文在全面评述美国植物种质资源保护与研究利用情况的基础上,对我国种质资源保护、研究和管理提出了建议。     

春玉米中单909农艺性状和产量对密植的响应及其在东北不同区域的差异

增密是实现东北春玉米大面积增产的关键技术,水热和土壤等区域生态条件是决定作物密度高低的关键因素。东北的区域生态条件差异显著, 阐明作物对密度和区域生态条件的综合响应对东北春玉米增密增产具有重要的理论与实践指导意义。本研究以中单909为供试品种, 在代表东北不同生态条件的辽宁沈阳、吉林公主岭、黑龙江哈尔滨、吉林桦甸和吉林洮南等5个试验点设置密度试验, 研究春玉米农艺性状与产量对密度和区域生态条件的综合响应。结果表明, 密植导致株高与穗位高增加, 茎粗降低。区域生态条件主要影响玉米株高, 对茎粗和穗位高的影响不显著。随密度增加, 群体叶面积指数(LAI)显著增加, 尤其是随热量条件改善, 群体LAI呈显著增加趋势。在一定范围内, 密植可以通过提高群体干物质生产力弥补单株生产力的下降, 从而获得高产; 本试验条件下, 中单909在9.00万株 hm^-2左右密度下的密植增产潜力得到充分发挥, 而区域间因生态条件不同, 高产种植密度存在显著差异, 其适宜密植范围在8.6~9.6万株hm^-2之间。     

油菜素内酯对植物根发育调控机制研究进展

大量研究表明,油菜素内酯(brassinosteroid, BR)在调控植物根发育过程中具有重要作用。本研究对BR在植物根发育过程中调控作用的研究进展进行了综述。阐述了BR特异的生物合成途径及其关键合成酶基因DWF4、CPD、DET2、CYP85A1、DAS5和转录因子Dof在根发育中的调控机制;BR对根尖干细胞生态位、分生组织区、细胞伸长区、过渡伸长区及分化区连续发育的调控机制;并归纳总结出BR与生长素(Auxin)、脱落酸(abscisic acid, ABA)、乙烯(Ethylene)、茉莉酸(jasmonate acid, JA)等植物激素间调控根器官发育的互作方式,对阐明BR对植物根发育的调控机理具有重要意义。     

紫外线（UV-B）辐射增强对植物生长的研究进展

综述了国内外有关紫外线（UV-B）辐射对植物影响的研究现状与动态,讨论了增强UV-B辐射对植物生长发育、光合作用、植物物质代谢、植物抗氧化系统及细胞膜、UV-B辐射与其他因子相互作用对植物的影响以及UV-B辐射对生态系统的影响,展望了UV-B辐射对植物影响领域中值得深入探讨的问题。