植物系统性获得抗性及其信号转导途径

 植物系统获得抗性 (SAR) ,是植物受到病原菌侵染后所激发的一种防卫反应。这种反应由植物抗病基因 (R)与病原菌无毒基因 (avr)的相互识别开始 ,由R基因下游的一些基因整合不同的抗病信号 ,通过水杨酸 (SA)将抗病信号传递下去。这一信号途径在SA下游受非诱导免疫 (NIM/NPR)基因的调控 ,激活NPR1可诱导病程相关蛋白 (PR)基因的表达 ,最终建立具有广谱抗性的SAR。SAR信号途径也可由模拟自然信号的化学物质激活 ,这些激活剂的应用是发展绿色化学农药的新思路。     

植物系统获得抗病性及其信号调控

植物系统获得抗性是诱导抗性的一种,是植物受到病原物感染后建立的新抗性;水杨酸(SA)是其重要的信号分子;经SA信号转导,可激活NPR1,而NPR1亦可以负反馈调控SA合成;NPR1可进一步与其下游WRKY和TGA等转录因子相互作用,诱导病程相关蛋白基因的表达,最终植物建立了系统获得抗病性;信号分子SA与脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)之间存在复杂的(被)调控平衡关系,从而影响着SAR是否启动。     

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。     

植物抗性信号分子——水杨酸研究进展

植物在与病原物长期相互作用、共同进化过程中产生一系列防卫体系,从而有效地抑制病原物对自身的侵害。当植物受到病原物侵染时,侵染部位通常会在几小时内形成局部细胞死亡,限制病原物的增殖与扩散,称为过敏反应(HypersensitiveResponse,HR)。过敏反应几天或1周后整株植株会对其他病原物产生抗性,称为系统获得性抗性(SystemicAcquiredResistance,SAR)。SAR强调受侵染后植株获得整体抗性的能力,大量研究结果认为SAR是普遍存在的,并具有广谱性。许多研究证实,SA是SAR的重要诱导因子,也是植物受病原菌侵染后活化一系列防卫反应的信号传导途径中的重要组成成分。较为详细论述了SA在诱导植物产生抗病性过程中的作用及其研究进展,另外还对SA在其他抗性方面的作用做了简单的叙述。     

水杨酸介导的植物系统获得抗性信号的传导途径

水杨酸(SA)是植物系统获得抗性(SAR)所必需的内源信号分子,在介导SAR的信号传导中起着十分重要的作用,这一点已经在烟草、黄瓜和拟南芥等植物中得到证实。水杨酸结合蛋白(SABP)与过氧化氢酶的活性相似,其与SA结合能抑制过氧化氢酶的活性,使植物细胞中过氧化氢水平升高,促使SAR的产生。病程相关基因非表达子1(NPR1)是在SAR信号转导途径中的关键性调控因子。     

一氧化氮(NO)在植物抗病防卫反应中的功能

一氧化氮(NO)是一种高度活性分子,能通过细胞膜快速扩散,在植物中NO可通过酶促途径和非酶促途径产生。已在多种受病原物诱导的植物中检测到NO的产生。研究发现在植物-病原物互作中NO在过敏性(HR)细胞死亡和系统获得抗性(SAR)的建立中起非常重要的信号调节作用。     

水杨酸及其类似物在诱导抗性中的作用机制

水杨酸作为一种重要的内源信号分子 ,在诱导抗性的激发中起主导作用。本研究对水杨酸及其类似物在获得抗性诱导中的作用机制、信号传递与接收的最新研究动态作了综述 ,以期为以后的研究及能够诱导SAR的其他信号分子的研究奠定基础     

大豆疫霉菌、水杨酸和创伤诱导的拟南芥蛋白质谱的比较研究

 【目的】系统获得抗性（system acquired resistance,SAR）是植物抵抗病原菌侵染的一种复杂机制,本研究旨在鉴定大豆疫霉菌（Phytophthora sojae）诱导的拟南芥系统获得抗性相关的蛋白质。【方法】利用双向电泳分离创伤、水杨酸（Salicylic acid,SA）和大豆疫霉菌诱导的拟南芥叶片的总蛋白,并对28个差异表达的蛋白点进行了MALDI-TOF质谱鉴定。【结果】这28个蛋白点的表达模式可分为3种类型：13个点的表达随着伤口、SA和 P.sojae的诱导而上调;11个点的表达随着伤口、SA和 P.sojae的诱导而下调;4个点在伤口和P.sojae处理中的表达行为与SA处理相反。这些蛋白质涉及了物质代谢酶、调节因子或分子伴侣、氧化还原酶、防御相关蛋白、蛋白激酶、叶绿体蛋白和功能未知蛋白等复杂的生物学功能。【结论】创伤、SA和P.sojae诱导的拟南芥系统获得抗性涉及的抗性组分有很大的重叠,在信号传导网络上也存在一定的交叉。蛋白质组分析为研究复杂的植物抗性机制提供了可行的技术手段。     

水杨酸（SA）诱导植物对病虫害产生抗性及作用机制研究

水杨酸（SA）作为一种新型的抗病性诱导剂,其对植物病虫害的抗性诱导作用已成为研究的热点。本研究从水杨酸的基本性质及其在植物病虫害中的诱导抗性特点、水杨酸与水杨酸结合蛋白的相互作用、水杨酸介导的信号传导途径等方面初步探讨水杨酸诱导植物抗病性和抗虫性的作用机制及应用前景。     

植物的超敏性细胞死亡研究初探

超敏反应(HR)是植物抗性反应激活所表现出的最为常见的特征。植物的超敏性细胞死亡在生物化学和形态学上有许多特征与动物的细胞凋亡相似,并且受寄主植物的 R基因和病原菌的avr 基因产物相互作用所控制,R基因产物与参与动物细胞凋亡的CED-4和APAF-1 蛋白有相似之处,因此,超敏性细胞死亡明显是细胞程序化死亡(PCD)的一种形式。HR中有多种信号分子的参与,活性氧是诱导 HR的一个重要因子,并且活性氧的产生与水杨酸(SA)有着直接的关系。HR很可能是作为一个信号系统而不是直接作为植物的一种防御机制。     

辣椒疫霉elicitin基因的克隆及其原核表达产物功能分析

 【目的】克隆Phytophthora capsici的elicitin基因并对其原核表达产物的生物活性进行研究。【方法】根据疫霉菌elicitin基因序列的保守性设计了2条引物，采用RT-PCR从P. capsici中克隆到长度为357 bp的cDNA片段。【结果】将该cDNA在网上进行分析表明该基因的编码产物为P. capsici的elicitin，即capsicin；该蛋白质N端前20个氨基酸为信号肽，等电点为4.2。同时将该蛋白质的氨基酸序列与Genbank中登录的14个elicitin进行聚类分析，发现所克隆的elicitin与Phytophthora drechsleri的α-elicitin及Phytophthora megasperma的α-elicitin聚为一组，表明该elicitin蛋白质属于α-elicitin。经southern杂交分析表明，该基因在P. capsici基因组中最少存在两个拷贝。该基因的原核表达产物能诱导野生型烟草Xanthi产生过敏反应和对TMV与Phytophthora nicotianae产生系统获得抗性，且能诱导该烟草的PR-1a、PR-1b和PR-1c基因的表达；但是它只能诱导不能积累水杨酸的转nahG基因烟草NahG产生过敏反应，不能诱导其PR-1a、PR-1b和PR-1c的表达。【结论】该SA不参与capsicin诱导的HR，而参与其诱导的系统获得抗性。     

Methyl salicylate is a critical mobile signal for plant systemic acquired resistance

In plants, the mobile signal for systemic acquired resistance (SAR), an organism-wide state of enhanced defense to subsequent infections, has been elusive. By stimulating immune responses in mosaic tobacco plants created by grafting different genetic backgrounds, we showed that the methyl salicylate (MeSA) esterase activity of salicylic acid-binding protein 2 (SABP2), which converts MeSA into salicylic acid (SA), is required for SAR signal perception in systemic tissue, the tissue that does not receive the primary (initial) infection. Moreover, in plants expressing mutant SABP2 with unregulated MeSA esterase activity in SAR signal-generating, primary infected leaves, SAR was compromised and the associated increase in MeSA levels was suppressed in primary infected leaves, their phloem exudates, and systemic leaves. SAR was also blocked when SA methyl transferase (which converts SA to MeSA) was silenced in primary infected leaves, and MeSA treatment of lower leaves induced SAR in upper untreated leaves. Therefore, we conclude that MeSA is a SAR signal in tobacco.     

外源水杨酸对机械损伤胁迫下合作杨活性氧代谢的影响

以1年生合作杨扦插苗为材料,研究了叶面喷施水杨酸（SA）预处理对机械损伤胁迫下叶片中抗氧化酶活性、过氧化氢（H2O2）含量以及氧自由基（O2-）.产生速率的影响。研究结果表明：SA能明显促进合作杨损伤叶片中O2-.产生速率和H2O2含量的增加,并对合作杨损伤叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和过氧化物酶（POD）活性具有抑制作用。因此,SA可能是通过抑制抗氧化酶的活性,使伤害信号分子H2O2获得积累,并由H2O2传递伤害信号,诱导了合作杨的伤害防御反应。     

Construction of biological control strain of Trichoderma viride and study of their ability to induce plant disease resistance

Plant diseases heavily affct plant growth and crop yield even in modern agriculture. Control its difficult because pathogens mutate frequently, and this leads in frequent breaking of disease resistance in commercial cultivars. The excessive application of chemical pesticides is not only producing pesticide-resistant pathogens, but it is harming the environment threatening the health of human beings. Therefore, the use of biological control agents (BCA) may provide an environmental friendly al…     

大豆疫霉效应因子PsCRN115诱导烟草抗性的机制分析

CRN(crinkling and necrosis induced protein)蛋白是卵菌所特有的一类效应因子,在已经测序的疫霉种中,每个基因组中预测都含有上百个CRN基因,关于其功能和分子机制目前研究不多。前期研究发现,大豆疫霉效应因子PsCRN115是大豆疫霉的致病性必需因子且能抑制植物的细胞死亡。为了进一步研究PsCRN115的功能,本研究采用农杆菌渗入法介导的基因瞬时转化技术在烟草上过表达该基因,发现PsCRN115可显著提高烟草对烟草疫霉的抗性。随后采用荧光定量PCR研究了其作用机制,发现PsCRN115可诱导水杨酸(SA)通路防卫反应基因的高表达,但对乙烯(ET)和茉莉酸(JA)通路防卫反应基因的表达影响不显著。表明:大豆疫霉效应因子PsCRN115是致病必需的因子,能被植物所识别,并诱导植物的防卫反应。