Identification and Cloning of Resistance Gene Analogues (RGAs) Encoding NBS-LRR Proteins from Gossypium arboreum L.

Plants have developed a complicated defense mechanism during evolution to resist the harmful pathogens they encountered.The mechanism involves the interaction of the plant resistance (R) gene product with the component from the pathogen.This interaction further activates the signal transdue tion pathway,thus leading to defense responses.These defense responses include a hypersensitive response that results in localized cell death,and other general responses such as strengthening of the cell wall,formation of phytoalexins,etc.     

稻瘟病菌与水稻互作研究进展

为了更好的防控稻瘟病的发生,为水稻育种工作和新药研发提供科学依据,深入了解稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)与水稻相互作用的机制是非常必要的。本文归纳了稻瘟病菌侵染水稻的机制、水稻对稻瘟病菌侵染的信号识别及其下游反应以及识别后诱导水稻产生的防御反应机制,分析了水稻防御相关基因的表达调控以及利用分子育种手段提高水稻抗病性的相关策略。稻瘟病菌侵染水稻后,植株会通过细胞壁加厚、病程相关蛋白表达以及病原菌侵入位点细胞程序性死亡等系统免疫反应来抵御稻瘟病菌的侵染;因此指出通过基因工程手段诱导植物发生免疫反应来抵御稻瘟病菌的危害具有重要的现实意义,也是防治病害最有效和最经济的方法;而且,作为研究病原菌—植物互作的模式系统,深入了解稻瘟病菌与水稻的互作机制,也为通过诱导水稻防御基因的表达来防治其他重要真菌性病害提供了科学依据。     

植物抗病中的信号分子研究

综述了近年来在植物抗病中的信号分子研究方面所取得的进展,包括水杨酸、乙烯、茉莉酸、活性氧、一氧化氮、钙离子及其β-氨基丁酸等信号分子诱导植物防卫反应中的作用,同时阐述了水杨酸诱导植物防卫反应的机理以及生物合成途径,并对今后的研究工作进行了展望。     

植物天然免疫性研究进展及其对作物抗病育种的可能影响

植物定植在充满各种病原菌的环境中却能健康生长,显示其拥有一套免疫系统以应对病原物的侵染。最近,人们发现植物免疫系统至少包括2个层次：第一层为病原相关分子模式(PAMP)激发的免疫性(PTI),即植物通过细胞表面模式识别受体(PRRs)对病原菌的PAMPs进行分子识别,从而启动植物的防卫反应;第二层为病原菌效应子激发的免疫性(ETI),即有些毒性强的病原菌通过产生效应子(effectors)来抑制PTI,从而突破植物的第一道防线,而植物又进化出新的分子受体(例如R基因编码的NBS-LRR蛋白质)以侦察病原菌效应子并启动第二道防卫反应。数亿年来,病原菌的侵染和植物的防卫交替进行,促进了病原菌和植物基因组的共进化。最新的研究还发现,黄单胞杆菌TAL effectors和寄主植物DNA 的相互识别中,利用了精准的分子密码。TAL effector类蛋白识别植物靶基因的启动子序列,识别模式是2个氨基酸识别一个核苷酸。通过这种识别,TAL effector操控植物靶基因的表达,引起寄主植物的感病或抗病反应。上述抗病分子机理研究的突破,将对植物抗病育种产生重要影响。     

植物抗虫生理研究进展

害虫是严重影响农作物产量和品质的重要因素。深入研究植物与害虫间的相互作用,可为从业者探索农业生产中适用的抗虫措施提供理论参考。在对相关文献分析总结的基础上,从植物对害虫为害所采取的防御机制以及昆虫为适应植物防御反应采取的特定措施两个方面进行分析,综述了植物抗虫生理的研究现状：（1）植物可通过体内营养物质含量的变化降低对害虫的吸引力,营养物质也可参与防御反应来提高植物抗虫性。（2）植物次生代谢物具有抗虫作用,可对害虫的行为、取食、消化等造成影响达到抵御虫害的目的。（3）植物防御酶参与抗虫反应的发生,并维持植物体内正常生长代谢平衡来提高植物抗虫能力。（4）植物激素信号途径有助于植物防御基因的表达、防御反应的发生以及抗虫物质的产生,从而增强寄主植物的抗虫性。（5）昆虫可利用自身分泌物以及携带的病菌等来适应植物细胞壁和抑制植物防御反应表达。此外,昆虫自身的解毒系统也能降低植物生成的抗虫物质对其造成的不利影响。最后,对当前存在的问题和未来的研究方向进行了展望。     

番茄系统创伤信号因子研究进展

当植物受到机械损伤或害虫伤害时,植物体会在受伤部位产生创伤信号分子启动防御基因的系统表达.许多研究表明系统素(或其前体原系统素)在受伤部位激活茉莉酸的合成,使之达到系统反应的水平,应对外来伤害;茉莉酸或其衍生物是重要的系统伤信号分子,它诱导伤防御基因的系统表达.自从系统素和茉莉酸被认为是伤诱导防御基因表达的信号分子后,番茄成为研究植物系统伤信号很好的模式植物.本文介绍了番茄的茉莉酸合成突变体、茉莉酸感知突变体和系统素功能突变体,及它们之间相互作用,并推测了茉莉酸和系统素在系统创伤信号调节中的作用.     

不同激素信号途径在植物抗病中的相互作用研究进展

植物的抗病反应中,激素发挥着至关重要的作用。不同激素对于植物抵御不同种病原菌的作用方式并不相同。然而多种激素的信号途径之间在抗病反应中并不相互独立,而是存在相互作用。这种相互作用的存在使植物能高效协调体内不同激素信号途径的抗性,是抵御不同病原菌入侵的有效方法。本文综述了植物激素水杨酸、茉莉酸、乙烯、脱落酸、生长素和赤霉素在抗病反应中的作用以及这些激素信号途径之间的相互作用。     

拟南芥PUB10和PUB11基因抵抗丁香假单胞杆菌番茄致病变种DC3000株的功能分析

丁香假单胞杆菌Pseudomonas syringae pv tomato(Pst)DC3000是研究植物免疫机制的常用病原菌。为分析拟南芥E3泛素连接酶PUB10、PUB11在免疫中的功能,本研究构建了pub10/pub11双突变体。在分析拟南芥PUB10、PUB11序列相似性和进化关系的基础上,比较了pub10/pub11双突变体和Col-0对Pst DC3000的敏感性、MAPK磷酸化水平、ROS产生的影响,并检测JA信号响应途径和免疫防御相关的部分代表性基因的表达量。结果表明PUB10、PUB11氨基酸序列高度保守,pub10/pub11双突变体对Pst DC3000的侵染更敏感,侵染后叶片病原菌数目明显增多,MAPK磷酸化水平迅速下降,ROS释放量降低,JA信号响应基因(LOX3,JR2)、免疫防御负调控基因(NIMIN1,WRKY38,WRKY62,RIN4)表达量上升显著高于Col-0,而免疫防御正调控基因(AZI1,EDS1,PAD4,EDS5,FMO1,NPR1)表达量显著低于Col-0。由此推断,AtPUB10、AtPUB11在防御Pst DC3000中起正调控作用,并且存在功能冗余。研究结果为进一步探索PUB10、PUB11调控植物防御的分子作用机制和分子育种提供了依据。     

植物原生质体再生细胞壁研究进展

原生质体作为单细胞且具有全能性,为研究植物细胞壁生物合成提供了独特的视角和模型.原生质体细胞壁再生过程复杂,涉及诸多细胞信号转导通路,应用普通的研究方法难以全面解析整个再生壁过程的分子网络.为充分了解植物原生质体再生壁内在特性,推动植物原生质体再生壁的分子机理进一步完善,笔者从原生质体再生细胞壁培养、细胞壁再生的细胞生...     

植物抗病毒侵染的分子机制

植物病毒病是一类严重危害农作物生产的重要病害。已报道的植物抗病毒基因主要在抑制病毒增殖和阻止病毒扩散中起作用。病毒的复制涉及自身的编码蛋白及其与寄主蛋白间的互作, 参与病毒复制的寄主蛋白很多, 如真核翻译起始因子eIF4E和eIF4G, 植物的内膜系统等, 相关蛋白的功能丧失或构型改变可阻滞病毒的复制;此外, 植物细胞内的硫氧还蛋白可调节细胞的氧化还原状态, 进而阻断病毒的增殖。病毒在植物体内的扩散包括胞间移动和长距离迁移, 植物抗病蛋白(R蛋白)通过识别病毒的无毒因子(Avr)促发防御反应, 诱导过敏性坏死, 限制病毒在细胞间的扩散, 编码这类抗病蛋白的基因主要为TIR-NBS-LRR和CC-NBS-LRR。病毒的长距离迁移涉及的因素很多, 目前仅发现韧皮部的RTM蛋白可能以多聚蛋白的形式抵制病毒的长距离移动。另外, RNA沉默也是植物抵制病毒侵染的免疫反应机制。本文旨在综述植物的各种抗病毒机制和相关的抗病基因, 并探讨分子标记辅助选择(marker-assisted selection, MAS), 定向诱导基因组局部突变(targeting induced local lesions in genomes, TILLING)和转基因等生物技术在抗病改良中的应用前景。     

水稻脆性突变体叶的解剖结构和化学特性

植物机械强度是一个十分重要的农艺性状, 为了解作物控制机械强度的机制, 本文对一个水稻脆性突变体[bc7(t)]叶进行了细胞学观察及叶细胞化学组成分析。光镜和电镜观察都发现突变体厚壁细胞的细胞壁变薄; 对细胞壁成分的化学分析显示突变体纤维素含量明显低于对照, 硅含量明显升高, 而木质素变化不明显; 木质素的组化反应也显示了木质素在突变体和对照之间差异不大; X-射线微区分析表明, 硅元素在突变体叶表面明显提高。上述结果表明, 突变体叶纤维素含量的降低影响了厚壁细胞次生壁的形成, 导致细胞壁变薄, 机械强度降低, 硅含量的升高有助于突变体增强机械强度。     

植物细胞壁重构酶木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(XTH)的研究进展

为了深入认识细胞壁重构酶木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(XTH)在植物生长发育中作用,总结了XTH酶的结构特征和作用机制,XTH在植物细胞壁重构,植株的叶、根、茎、花和果实发育的生理作用以及在响应植物激素和环境信号等方面的研究进展;并认为XTH是植物细胞壁重构过程中的关键酶,能够松弛和强化细胞壁,且参与细胞壁的降解和合成;XTH在植物生长调控过程中具有重要的作用,最后指出XTH基因研究领域潜在的问题,并对未来的研究方向进行了展望。     

尖孢镰孢菌致病机理及相关致病基因研究进展

尖孢镰孢菌是农作物和园艺作物上为害最严重的土传病原物之一,目前仍缺乏有效的防治措施,而明确其致病机理被认为是开发新的且有效的防治技术的重要基础。本文从尖孢镰孢菌产生毒素、尖孢镰孢菌细胞壁降解酶、尖孢镰孢菌对寄主的定植及对植物防卫物质的解毒等角度阐述了尖孢镰孢菌致病机理,总结了近几年克隆的15个尖孢镰孢菌致病相关基因、基因功能以及筛选致病基因的策略;概括了研究致病机理和致病基因的意义。     

Systemic acquired resistance

Plants can be induced to switch on defense reactions to a broad range of pathogens as a result of prior exposure to pathogens or to various chemicals or physical stress. Induced resistance is expressed locally, at the site of the infection or systemically, at sites remotely located from the initial infection. Upon recognition of the initial stimulus by the plant, a signal transduction pathway is set in motion, that includes intra and intercellular signals, and results in the activation of defense mechanisms, mostly by expression of new genes. This brief review will focus on some of the recent advances in the understanding of systemic acquired resistance and on the role played by salicylic acid in this process. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

稻瘟病菌NAD(H)激酶Mopos5互作蛋白的筛选

为了探索Mopos5可能参与的信号网络,了解其作用的分子机制,利用酵母双杂交系统筛选了稻瘟病菌cDNA文库,获得了6个与Mopos5互作的蛋白;结合生物信息学预测分析和相关文献报道,发现这些候选互作蛋白很可能参与调控了细胞骨架建成、细胞运动、细胞分裂、细胞老化与死亡、线粒体功能维持、胁迫防御反应、物质与能量代谢和信号传导等多种多样的生物学进程。进一步分析这些互作蛋白的生物学功能及与Mopos5的互作机制,对于了解Mopos5可能参与的信号网络及其调控稻瘟病菌在寄主组织内定殖和扩展的分子机制具有重要的意义。     

茉莉酸等3种因素刺激番茄LeWRKY1的表达特征分析

为了研究LeWRKY1参与植物抗逆反应的分子机理,采用实时荧光定量PCR技术研究了LeWRKY1在番茄灰霉菌（Botrytis cinerea）侵染、茉莉酸（jasmonic acid,JA）、水杨酸（salicylic acid,SA）刺激时的表达情况。结果表明：外源植物激素JA可诱导LeWRKY1的表达,而SA对其无明显诱导作用;番茄灰霉菌侵染可诱导LeWRKY1表达。LeWRKY1可能通过JA依赖而SA非依赖的信号途径参与番茄对番茄灰霉菌防御反应的应答。     

绿盲蝽刺吸胁迫诱导棉花SSH文库的初步构建及生物信息学分析

为了筛选棉花中对绿盲蝽为害产生防御反应的基因,初步构建了绿盲蝽刺吸胁迫诱导棉花抑制性消减杂交正向文库,构建文库过程中随机挑取960个克隆进行菌落PCR鉴定,插入片段在250～1500 bp之间.经反向Northern筛选,测序拼接后得到78个非重复独立基因(unigenes).通过Blast2GO软件对unigenes...     

Molecular Cloning and Characterization of Genes Involved in Cotton (Gossypium barbadense L.) Response to Verticillium dahliae

Verticillium dahliae Kleb.is a necrotrophic plant pathogen which causes serious soil borne vascular disease in cotton.The molecular basis the defense response of cotton to this pathogen is poorly understood.     

ABA受体结构及功能与ABA信号通路研究进展

植物激素脱落酸(abscisic acid ABA)可调控植物生长发育及应答病菌、干旱、高盐和低温等多种生物和非生物胁迫反应。从水生生物向陆生生物进化过程中ABA受体基因经历了从无到有的过程,ABA受体是ABA通路最上游的信号调节因子,能够识别ABA信号并启动信号转导。本文总结了ABA信号通路近年研究进展,包括ABA的转运与识别、ABA受体结构与功能的多样性等,同时阐明ABA核心信号通路是通过一个复杂的调控网络而相互作用。本文为通过改造核心ABA信号通路和ABA的运输系统来提高农作物的产量和品质提供了可参考的资料。     

外源SA对甜菜幼苗细胞壁HRGP和木质素含量的影响

甜菜丛根病(Rhizomania)是甜菜生产中的毁灭性病害,细胞壁在抗病过程中起重要的保护作用,本研究以5mmol/L水杨酸(SA)处理甜菜幼苗,研究外源SA对细胞壁中羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)和木质素含量的影响。研究结果表明,SA提高了甜菜幼苗细胞壁中HRGP含量,提高幼苗苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性,细胞壁木质素含量增加,说明外源SA作为信号分子,可调控甜菜细胞壁中的防御系统,提高抗病性。