植物抗病基因工程策略及其前景

随着分子生物学操作技术的积累和植物抗病性分子生物学的深入研究，为植物抗病基因工程策略的制定提供了基础和依据。植物抗病基因工程已作为一种崭新的概念和新技术在许多方面进行了探索性研究，并已经取得了很大成就。一、植物抗病基因工程策略近年来，由于对植物抗病反应机制及植物病原菌致病机理的深入研究，为植物抗病基因工程策略的制定提供了基础和依据。植物和病原菌的相互作用经历识别、信号传递和防卫反应３个环节后，最终的互作表现为感病或抗病则取决于植物和病原菌双方的特性。所以植物抗病基因工程可以通过下面不同的技术路线…     

水稻隐性抗白叶枯病基因的克隆

植物抗病的早期研究建立了著名的“基因对基因”学说。该模式简明地描述了多种植物-病源菌作用的关系。它奠定了克隆病原菌无毒基因和植物抗病基因的理论基础。近年来,已经克隆了几十个植物显性抗病基因,对这些已克隆基因的     

植物抗病基因结构和功能研究进展

植物抗病基因(R基因)在植物的病害防御过程中起着重要的作用,近年来,随着植物功能基因组学的发展,运用分子生物学的相关技术手段已经从植物中克隆得到大量的抗病基因,这些基因的克隆、鉴定、结构和功能分析对于深入研究植物和病原物之间的互作机制十分有意义。分别从克隆方法、种类结构、作用机制及进化等方面总结了抗病基因的研究现状,并探讨其未来的发展前景。     

植物抗病分子机制研究进展

植物中普遍存在的抗病机制有两种，即过敏反应(HR)和系统获得性抗性(SAR)。抗病基因（R)是决定寄主植物对病原物的专化性识别并激发抗病反应的基因，它与病原物无毒基因互补。     

植物抗病基因的结构、功能和进化

植物抗病的基因对基因模式包括两个基本步骤：病原菌侵袭的识别,和对病原物的限制反应。由抗病基因编码的对病原菌生理小种有高度特异性的受体参与了识别。在一个植物种内发现了大量和各种特异性识别略有关系的抗性(R)基因。R基因多态性的形成涉及基因复制、经点突变产生的DNA序列多样化及编码富亮氨酸元件区域内源DNA重复片断的缺失和重复。     

植物抗病基因进化的分子基础

探索植物抗病基因进化的分子机制是开展和实施作物抗病基因工程的基础，也是目前国内外研究的热点。自Johel等（1992）应用转座子标签法分离出第一个玉米抗病基因Hm1，Martin等（1993）首次应用定位克隆法分离出第二个番茄抗霜霉病基因Pto以来，这方面的研究已取得长足的进展。随着对抗病基因及其编码产物的结构和功能的了解，以及信号转导链上其他组分的解读，人们对植物与病原菌互作、植物抗病基因进化的分子机制的认识正在不断深化，各种着眼于植物抗病基因及其启动的植物内在抗病机制的基因工程正由设想变成现实。一、植物抗病性的分…     

基因沉默与植物抗病毒的可能机制

本文根据目前RNA介导的植物病毒抗性(RMVR)、转录后基因沉默(PTGS)的研究成果,从RMVR与PTGS的关系和机制、植物采用基因沉默产生抗性、病毒抑制基因沉默致病及共同进化等几个方面进行介绍了基因沉默可能是植物抵抗病毒的一种机制,深入研究基因沉默不仅在抗病机制上有重要的理论意义,而且对彻底解决植物病毒问题有较大的潜在实用价值。     

疫霉菌无毒基因研究进展

病原菌的无毒基因与寄主植物的抗病基因之间的互作符合"基因对基因假说",产生的抗性是植物抗病性的重要形式。近几年,多个疫霉菌的无毒基因被快速克隆出来,使我们对疫霉菌的无毒基因有了较深入的认识。本研究介绍了植物的免疫系统与无毒基因和抗病基因之间的互作模式,详细阐述了已克隆的疫霉菌无毒基因的基本结构及其各部分的功能,结合无毒基因的序列多态性阐明了疫霉菌的毒性变异机制,并对疫霉菌无毒基因关键功能位点进行分析。     

水稻抗白叶枯病的分子基础

水稻的白叶枯病抗性符合基因对基因模式。在水稻中已经确定了19个抗病基因（R基因），其中Xa1和Xa21已被克隆并得到了深入的研究。同时在黄单胞杆菌水稻致病变种（Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo）中已克隆到了4个无毒基因（Avr基因）。本文以水稻的广谱白叶枯病抗病基因Xa21基因为主，综述了水稻R基因的起源、进化、抗性特异性，病原菌Avr基因的进化，R基因和Avr基因之间的互作以及由于这种互作而导致水稻对白叶枯病抗性的分子机制，并对通过基因工程利用R基因和Avr基因增育抗病水稻种质的策略进行了讨论。     

植物抗病机制的研究进展

从抗病反应分子机制、抗病相关基因、抗病基因与防卫基因在抗病反应中的作用等方面阐述了植物抗病机制的研究进展情况,最后对未来的研究进行了展望。     

真菌无毒基因克隆与抗性蛋白互作研究

无毒基因（avirulence genes, Avr）是病原物遗传因子,能诱发寄主植物产生抗病性。真菌Avr基因的克隆、编码产物结构和功能分析,以及与寄主抗性蛋白的互作机制等方面的研究对于深入了解植物的抗真菌病害分子机理具有重要意义。其编码AVR蛋白（又可以称为效应子,effector）通常富含半胱氨酸,效应子通过吸器或侵入丝被分泌到寄主细胞内促发抗性反应。在抗性反应过程中,效应子能直接或间接地被植物细胞相应的抗性蛋白识别,这种识别机制与效应子和抗性蛋白的区段相关。以几个真菌病害为例,综述了近年来有关无毒基因克隆、表达、以及与抗性蛋白的互作机制等方面的主要研究进展,以期为相关研究的深入提供参考。     

利用田间抗病基因近等混合系防治马铃薯晚疫病

马铃薯是世界上第四大粮食作物,是我国七大农作物之一。晚疫病是由致病疫霉菌（Phytophthora infestans）引起的毁灭性的病害,19世纪中叶曾造成举世闻名的“爱尔兰大饥荒”,至今仍然是马铃薯最严重的病害。提高抗晚疫病的水平是马铃薯育种的重要目标。马铃薯抗晚疫病育种是通过遗传操作来抵抗植物病害的最早的人类实践之一,但至今收效甚微,从野生种导入的抗病基因在田间很容易失效。马铃薯和致病疫霉菌的互作关系符合经典的“基因对基因”假说,只有马铃薯的抗病基因和致病疫霉菌的非毒力基因同时存在并表达时,抗病反应才能发生。致病疫霉菌是一种进化潜力非常高的病原,可以快速突变本身的非毒力基因,因而造成对应的马铃薯抗病基因的失效。要提高抗病基因的持久性,目前唯一的途径是同时释放多个抗病基因,人为造成田间抗病基因的多态性。马铃薯抗晚疫病基因的克隆取得了快速的发展,为通过转基因的手段创造田间抗晚疫病基因的多态性提供了基础。     

植物病害中的信号传导

植物由抗病基因介导的防卫过程存在一系列生理生化和分子生物学反应,这些反应从病原菌侵染点开始的超敏反应(HypersensitiveResponse,HR),并延伸到远处组织的系统抗性或获得性抗性(SystemicAcquiredResistance,SAR),受制于一种信号传导网络的调控。这个信号系统有抗病蛋白和病原菌非病毒性蛋白,在一种配体—受体的互作模式下激发,并由信号分子H2O2、NO和系统信号分子水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)和乙烯(ET),通过关键调控基因传递和放大,最终诱导一系列防卫反应基因的表达和代谢的变化而产生抗性。植物防卫信号的产生类似于动物免疫系统因子的介导,并可由非寄主病原菌或诱导子诱发。这些信号途径所产生的广谱抗性为植物抗病基因工程的应用奠定了基础。     

Advances of Researches on the Mechanism of Transgene Silencing in Transgenic Plants

转基因沉默是导致外源基因不能在转化植株中正常表达的重要原因。在此,从转录水平和转录后水平两个方面,综述了转基因植物中外源基因沉默的机制。DNA甲基化是引起外源基因沉默的主要原因。人们目前用以下几种模型来解释转录后水平基因沉默的机制,如RNA阈值模型、异常RNA和异位配对模型及双链RNA模型。对外源基因沉默机制的探讨是顺利开展植物基因工程的迫切要求,也将促进植物功能基因组学研究的进一步深入。     

植物抗病抗逆机理的研究概述

综述了植物抗病抗逆机理的研究进展,包括植物与病原物之间的相互作用、植物对病原物的防御途径、植物对非生物胁迫的应答、防御信号途径间形成的网络、转录因子调控基因表达的重要性。展望了该领域今后的研究方向。     

The arms race between Magnaporthe oryzae and rice: Diversity and interaction of Avr and R genes

Rice blast disease, caused by Magnaporthe oryzae, threatens global food security. The rice blast pathosystem is a longstanding model system for understanding plant-microbe interactions. In order to elucidate the coevolution of the host and pathogen, and provide the appropriate methods for preventing or controlling rice blast disease, researchers have focused on the evolution of virulence factors and resistance genes. Thus far, more than 30 rice blast resistance(R) genes and 12 avirulence(Avr) genes have been cloned. This review summarizes the cloned rice blast R genes, cloned Avr genes of M. oryzae and the interaction between them. This discussion also considers some of the major unanswered questions concerning this pathosystem and the opportunities for future investigations.     

植物抗病基因类似序列的研究进展及应用策略

植物抗病基因克隆对抗病育种和抗病机制的研究具有重要意义。对已克隆出的基因研究表明,大多数的抗病基因都具有高度保守的结构域(如NBS,LRR,LZ,STK和TIR等)。根据这些保守区域设计核苷酸引物,通过PCR技术已经获得很多的RGA,然后以此为探针筛选DNA或cDNA文库,最终可获得抗病基因的候选克隆,这就是新近发展起来的同源序列克隆技术。文章简述了对抗病基因的结构特征,同源序列克隆技术及其应用策略。     

Cladosporium Avr2 inhibits tomato Rcr3 protease required for Cf-2-dependent disease resistance

How plants recognize pathogens and activate defense is still mysterious. Direct interaction between pathogen avirulence (Avr) proteins and plant disease resistance proteins is the exception rather than the rule. During infection, Cladosporium fulvum secretes Avr2 protein into the apoplast of tomato leaves and, in the presence of the extracellular leucine-rich repeat receptor-like Cf-2 protein, triggers a hypersensitive response (HR) that also requires the extracellular tomato cysteine protease Rcr3. We show here that Avr2 binds and inhibits Rcr3 and propose that the Rcr3-Avr2 complex enables the Cf-2 protein to activate an HR.     

植物microRNAs在干旱胁迫响应中的研究进展

干旱是常见且反复出现的气候特征,严重影响农作物生产.microRNAs(miRNAs)是一类长度为18～24 nt的小分子非编码RNA,转录后的miRNAs可调节基因表达,参与植物生长发育过程.从miRNAs 的发现、合成及作用机制,干旱胁迫响应miRNAs 的种类及其靶基因、miRNAs介导干旱胁迫的响应机制等方面进...