• 怎样研究植物抗病反应的分子机理

• 点击：    作者：   来源：试验方案 日期：2007-12-17    本站论坛

植物抗病性及其机制研究一直是当今植物病理学和植物抗病育种中的热点和焦点问题。近十年来，植物抗病分子作用机制研究发展较快，主要可以从以下几个方面入手对植物抗病反应的分子机理进行研究：

（1）抗病基因的克隆及其结构分析

抗病基因是植物一病原菌相互关系中的一个关键因子，是抗病机制研究的基础。抗病基因的克隆将有助于更快地揭示寄主与病原菌相互作用的分子机理。据不完全统计，人们已利用不同的方法从各种粮食、经济作物和其他植物中克隆出几十个抗病基因。其中大部分基因从双子叶模式植物番茄(Lycopersicum esculentum)和拟南芥（Arabidopsis thaliana）中获得。

（2）病原菌无毒基因及相关致病因子的克隆与研究

早在20世纪40年代，Flor博士在研究亚麻锈病抗性的遗传时就提出著名的“基因对基因”假说。此假说的核心内容是对于寄主中的每一个显性抗性基因，在病原菌中就存在相应的显性无毒基因 (avirulence，Avr) 。一般认为，病原菌无毒基因编码的产物为激发子(elicitor)，而寄主中的抗性基因则编码受体蛋白(receptor)，激发子与受体蛋白特异性结合，诱发寄主防卫反应的表达，从而产生抗性。因此，无毒基因的克隆及其产物的结构功能分析，对于了解病原菌与寄主之间的互作，防卫反应信号在细胞中的传导以及抗病机制的研究都具有非常重要的意义。第一个无毒基因AvrA是Staskawicz等(1984)从细菌中克隆得到的，它来自丁香假单胞杆菌(Pseudomonas syringae pv. glycinea)大豆致病型小种6。

（3）信号传导相关因子的克隆及其结构分析

植物与病原菌相互作用时所遵循的“基因对基因”假说。就是寄主植物与病原菌相互作用时，病原菌无毒基因表达产物(作为配体)与寄主植物抗病基因编码蛋白(作为受体)相互识别和结合产生信号分子，这种信号通过一系列信号传递因子或调控因子的传导，最终导致寄主植物细胞特异性抗病防卫反应基因的表达，从而产生抗性。科学家们已利用各种不同的理化与生物方法从不同植物中筛选鉴定出一大批有关信号传导因子的突变体，并从中克隆出抗病信号传导相关因子。这些因子的克隆将为全面了解植物抗病反应的分子机制提供了有利条件。

(4) 研究植物一病原菌之间的相互作用的分子机理

它们之间的互作关系可分为非亲和性和亲和性两种。尽管植物受到各种各样病原菌的侵袭，在自然界，不亲和性即抗病性仍相当普遍，而亲和性即感病性只是少数和例外，这主要与植物的多重防御体系有关。

    植物对外界病原菌的防御体系包括其自身固有的和病原菌诱导的两种。前者主要包括细胞壁的角质、蜡质、木质素、特殊的气孔结构、小分子抗病物质(如毒性脂肪酸、酚类化合物、类萜与类黄酮类植保素以及有关的过氧化物酶、多酚氧化酶与苯丙氨酸解氨酶等)、种子固有的抗真菌蛋白和能与真菌几丁质结合的凝集素、破坏真菌细胞透性的蛋白质和核糖体失活蛋白等