植物病理学
《植物病理学》

《植物病理学》自学指导中国农业大学继续教育学院内容体系植物病理学是农学专业的专业教育课。
其体系是由浅入深全面系统地讲述植物病害的基本概念、基本原理和基本技术知识,以及植物病理学科的历史及未来发展方向。
课程分15章讲授,涵盖了6大块内容,即植物病害症状学、病原学、病理学、诊断学、流行学和防治学。
内容要点第一章绪论了解植物病理学的性质、任务和内容,植物病理学发展史以及植物病害的重要性,植物病理学与现代科学技术的关系,植物病理学展望。
第二章植物病害与植物病害系统本章介绍植物病害的基本概念和植物病害系统,了解植物病害发生的原因(病因)。
其中植物病害基本概念中重点介绍病状、病症类型。
关于植物病害系统,要了解“病害三角”、“病害四面体”以及自然植物病害系统、农田植物病害系统和设施植物病害系统的差异。
第三章植物侵染性病害的发生发展重点介绍植物病原物的基本特性,即寄生性、致病性和传染性以及寄生性与致病性的关系。
了解植物侵染性病害的病程(接触期、侵入期、潜育期和发病期)和病害循环,主要的三个环节:病原物的越冬与越夏、病原物的传播和初侵染和再侵染。
第四章植物病原菌物重点介绍菌物基本概况、菌物的分类、植物病原菌物的主要类群以及菌物所致病害的特点及其鉴定。
此外,要了解真菌对人类的益处。
第五章植物病原原核生物介绍了原核生物的基本概况、植物病原细菌的寄生性、致病性和侵染性、植物病原细菌的分类和命名、植物病原细菌的主要类群、以及植物病原原核生物病害的诊断和病原鉴定。
第六章植物病原病毒本章介绍病毒概述、病毒的分类与命名、植物病原病毒的主要类群和植物病毒的鉴定。
第七章植物线虫介绍植物线虫概述、植物线虫的分类、植物病原线虫的主要类群和植物线虫病害诊断与鉴定。
第八章寄生性植物内容包括寄生性植物概述、寄生性植物的主要类群、寄生性植物的病害特点。
第九章植物的非侵染性病害重点介绍化学因素引起的植物病害、物理因素引起的植物病害,以及非侵染病害与侵染病害的关系。
植物病理学

植物病理学概述植物病理学是研究植物疾病的起因、发展和预防方法的学科。
它涉及到植物疾病的诊断、病原体的鉴定、病害防治和病害防控技术的研究。
植物疾病对农业生产和植物健康具有重要的影响,因此植物病理学在农业、园艺和生态学等领域扮演着重要的角色。
植物病害的分类根据病害的成因和特点,植物病害可以分为以下几类:1.真菌性病害:由真菌感染植物而引起的病害,例如白粉病、炭疽病等。
2.细菌性病害:由细菌感染植物而引起的病害,例如溃疡病、软腐病等。
3.病毒性病害:由病毒感染植物而引起的病害,例如花叶病毒、黄瓜花叶病毒等。
4.真核生物性病害:由真核生物感染植物而引起的病害,例如根腐病、白蚧病等。
植物病害的分类有助于我们对病害的防治和预防进行有效的管理。
植物病理学的研究方法植物病理学的研究方法主要包括以下几种:1.病原体的鉴定与鉴别:通过病原菌的形态学、生物学特征和分子生物学方法对病原体进行鉴定与鉴别,以确定病害的成因。
2.病害的诊断:通过观察植物的症状和病变特征,结合实验室检测结果,对植物病害进行准确的诊断,确定所采取的防治措施。
3.病害的防治技术研究:包括化学防治、生物防治、物理防治和遗传防治等方法的研究,以减轻病害对农作物产量和质量的影响。
4.病害防控策略的制定:根据病害的发生规律和农田生态环境的特点,制定合理的病害防控策略,包括推广病害防护技术、优化农业生产结构等。
5.抗病基因的发掘与利用:通过基因组学和分子生物学的技术手段,发掘和利用植物的抗病基因,培育抗病品种,提高抗病性。
植物病理学的研究方法不断创新与进步,为病害的防治提供了更有效的手段。
植物病害的防治措施为了防止植物病害的发生与传播,人们采取了一系列的防治措施。
主要的防治措施包括:1.防范病原菌的入侵:通过隔离、消毒等措施,降低病原菌的入侵风险,减少病害的发生。
2.提高植物的免疫力:通过合理施肥、调整土壤酸碱度、优化生态环境等手段,增强植物的免疫力,提高植物对病害的抵抗力。
植物病理学

植物病理学1.病状:发病植物本身所表现出来的反常现象2.病征:病原物在植物体上表现出来的特征性结构3.病害三角:病原、寄主和环境这三个因素的关系称为植物病害三角4.病害四面体:寄主、病原和环境关系中,加上人的因素,构成了植物病害四角关系5.活体营养型:寄生物从活的寄主体中获得养分,并不立即杀死寄主植物的细胞和组织的营养方式。
6.腐生物:只能以死体营养方式生活的寄生物7.死体营养型:寄生物先杀死寄主植物的细胞和组织,然后从中吸收养分的营养方式8.兼性寄生物:生活史有一段时间营腐生生活的寄生物9.病害循环:病害从前一生长季节开始发病,到下一生长季节再度发病的过程,包括病原物的越冬、传播、初浸染和再侵染。
10.初侵染:越冬或越夏的病原物,在植物的新一代植株开始生长以后,引起最初的侵染。
11.再侵染:受到初次侵染的植物发病以后,有的可以产生孢子和其他繁殖体,传播后引起的侵染。
12.单循环病害:病害循环中只有初侵染而无再侵染或虽有再侵染,但作用很小的病害13.多循环病害:在一个生长季中病原物能够连续繁殖多代,从而发生多次再侵染的病害14.积年流行病害:经若干年积累病原体而至流行状态15.单年流行病害:一个生长季节里由轻到重至流行状态16.无性繁殖;不经过性细胞或性器官结合而产生新个体的繁殖方式17.有性繁殖:两个性细胞或性器官的结合而产生后代的生殖方式。
18.综合防治:是一套有害生物防治系统,它依据有害的种群幼态及其相应的环境,利用所有适当的技术,以尽可能互相协调的方式,把有害生物种群控制在经济损害水平以下,以获得最佳的经济、生态和环境效应19.全寄生:从寄主植物上夺取它自身所需要的所有生活物质,包括水分、无机盐和有机物质的寄生方式20.半寄生(水寄生):寄生植物主要依赖水分的简单1.病原物侵染过程分哪几个阶段?四个接触期、侵入期、潜育期和发病期2.病原物侵入途径有哪些?3个直接侵入、自然孔口侵入和伤口侵入3.病原物越冬越夏场所?①病株及其残体②种子、苗木和其他繁殖材料③土壤④介体;昆虫等⑤粪肥⑥储藏间或地窖4.病原物传播途径?①主动传播(自身传播)②自然动力传播:风力、雨水、生物介体、土壤和肥料③人为传播5.植物病害诊断程序?①病状的识别与描述②询问病史和查阅有关档案③采样检查(镜检和剖检)④进行专项检测⑤利用逐步排除法得出结论6.侵染性病害鉴定应运用哪种原则(柯赫氏法则的内容)?①在病植物上常伴随有一种病原生物的存在②该微生物可在离体的或人工培养基上分离纯化而得到纯培养③将纯培养接种到相同品种的健株上,表现出相同症状的病害。
植物病理学绪论

寄主 环境
病原物
五、植物病理学的定义
• 研究植物病害的发病原因、病害发生发展规律、植物与有害生物间的 相互作用机制以及病害预测及其防治的学科。
• 植物病理学主要包括普通植物病理学和农业植物病理学两大骨干课程, 前者以基本概念和基本原理为主,后者以具体病害诊断与防治为主。
• 自1845年马铃薯晚疫病大流行导致植物病理学的诞生,至今已有150多 年的历史。德巴利( De Bary) 是植物病理学的奠基人,被尊称为植物 病病组织局 部坏死,有明显的边缘,形状、大小、颜色 各异。
大斑
小斑
紫斑 轮斑
角斑
番茄斑枯病
西瓜细菌性角斑病
溃疡:植物皮层坏死、腐烂,使木质部外露。 多见于木本植物的枝干。
立枯和猝倒:幼苗阶段,茎基部受破坏,植株
表现萎蔫以致死亡。立而不倒称立枯;迅速倒 伏称猝倒。
害三角形的三个边,三角形的高度或面积代表病害严重度,各边的长 度影响三角形的面积。 • 1976 鲁滨逊(Robinson)提出植病四面体学说(Disease Tetrahedron) :
农业生态系内除了寄主、病原物和环境外,应加上人类干预这个重 要因素,从而形成植病四面体学说。
人类 环境
寄主
病原物
的;美丽的郁金香杂色花是病毒侵染所致;韭黄是遮光栽培所致,上 述不但没有经济损失,而且提高了经济价值,故不属病害范畴。
茭白
茭草黑粉菌
• 茭草黑粉菌(茭白) Ustilago esculenta为担子菌亚门(Basidiomy cotina),黑粉菌 (Ustilago)真菌。
• 菌丝寄生在植物菰即茭草(Zizania caduuciflora)的叶,茎和根上。 • 孢子堆黑色,稍呈粉状。孢子球形,黄褐色,平滑或有刺,6—
植物病理学的名词解释

植物病理学的名词解释植物病理学是一门研究植物疾病的学科,它探索了植物与病原微生物之间的相互作用以及植物疾病的预防、诊断和控制方法。
在植物病理学中,存在着一些重要的名词,它们有助于我们理解和描述植物疾病发生的过程。
本文将对一些常见的植物病理学名词进行解释。
1. 病原微生物:病原微生物是引起植物疾病的微生物,包括细菌、真菌、病毒、原生动物和线虫等。
这些微生物可以侵入植物并在其体内生长,导致植物生理功能紊乱或器官坏死。
2. 病原体:病原体是指致病菌、致病菌株或者带有致病基因的病原微生物。
病原体可以通过种子、土壤、虫媒、器官接触等多种途径传播,引发植物病害的发生。
3. 病害:病害指植物在生长发育过程中受到病原微生物侵害而引起的生理、形态和解剖结构上的异常变化。
病害的严重程度取决于植物种类、病原体的侵染程度以及环境因素等。
4. 病斑:病斑是病害在植物器官上形成的局部病变区域。
病斑的形态特征可以帮助鉴别病害的类型,并且在疾病诊断中具有重要意义。
5. 症状:症状是植物在受到病原微生物侵害后表现出的外部特征。
症状可以包括叶片变黄、枯萎、变形、裂伤等。
通过观察和描述症状,可以帮助识别和诊断植物病害。
6. 抗病性:抗病性是指植物对病原微生物侵染的抵抗能力。
植物通过表现抗性,如抗性基因的表达、产生抗性蛋白等来保护自身不受病原微生物的侵害。
抗病性可以分为常染色体遗传抗性和质粒遗传抗性两种。
7. 寄主:寄主是指植物病害的宿主植物。
不同的植物种类对不同的病原微生物具有不同的易感性和抗病性。
寄主的抗病性水平决定了病害的发展和传播。
8. 疫情:疫情是指特定地区或特定时间发生的病害流行。
疫情的严重程度与病原微生物的侵染程度、寄主易感性、环境条件等有关。
疫情监测和预测对于制定病害防控策略具有重要意义。
9. 遗传多样性:遗传多样性是指植物种群内个体基因组的差异程度。
病原微生物的遗传多样性与抗病性的破坏和病害发生有关。
遗传多样性的保护对于病害防控具有重要意义。
植物病理学

单循环病害:只有初侵染,没有再侵染 的病害。多为系统性病害。 多循环病害:在植物一个生长季节中可 引起多次再侵染。多为局部性病害。
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3 植物病理学简史
植物病理学的的近代史是从1845年
欧洲马铃薯晚疫病的大流行开始的。至 今已有160多年的历史。下面通过主要人 物及其贡献来了解植物病理学的简史。
应”的抗病性现象。 9.1963年:范德普郎克(Van der Plank J E)提出了 著名的垂直抗病性和水平抗病性两种抗病性理论。
3.3 植物病害控制
1 . 1755 年:梯来特( Tillet )提出用种子处理可 以有效防治小麦黑粉病。 2 . 1765 年:方观承对棉种采用开水烫种和草木灰 拌种进行防病。 3 . 1885 年:米拉德 (Millardet,PMA.) 发明波尔多 液防治葡萄霜霉病开创了植病药剂防治。 4.1913年:雷姆 (Riehm)采用有机汞制剂处理种子 可以防治多种种传病害。 5. 上世纪以来,植物病害药剂经历了水银制剂,有机 磷类,杂环类杀菌剂等,目前主要使用对环境较安 全的新型杀菌剂如BZI,DMI,QoI等,同时植物抗性
腐生:有些病原物可以在病株残体、土壤及各 种有机物上腐生而越冬、越夏。 寄生:活体营养生物只能在活的寄主上越冬、 越夏。如小麦锈病、病毒等。
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其场所包括:
种子、苗木和无性繁殖材料
病原物的休眠体混于种子内,如菌核、线虫的 虫瘿、菌瘿等 休眠孢子附着于种子表面; 病原物既可以繁殖体附着于种子表面,也可以 菌丝体潜伏于种子的内部; 病原物侵入种苗和繁殖材料的内部。
田间病株
许多活体营养的病原物必须在活的寄主植物上 越冬或越夏。如小麦锈菌、病毒等。
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植物病理学的重要性和研究方向

植物病理学的重要性和研究方向植物病理学是研究植物疾病和病害防治的学科,对于保障农作物的健康生长、提高农产品产量和质量具有重要意义。
本文将阐述植物病理学的重要性以及当前的研究方向。
一、植物病理学的重要性植物病理学的研究对农业发展、生态平衡和人类经济社会发展具有重要意义。
1. 病害防控植物病理学的核心目标是研究病原体的致病机理和传播途径,以及植物对病害的抵抗机制。
通过了解病原体及其与植物的互作关系,可以制定科学的病害防治策略,减少病害对农作物产量和质量的损害。
例如,对于某些病原菌,可以通过生物防治、化学药剂或基因改良等手段来控制病害的发生和传播,从而提高农作物的产量,并减少农药的使用。
2. 农作物育种植物病理学可以为农业育种提供重要的依据和方法,通过对不同品种的病害抗性进行鉴定和评估,选育出具有较高抗病性的新品种,提高品种的抗病能力,提高农作物的耐病性和产量。
这对于解决全球粮食安全问题、实现可持续农业发展具有重要意义。
3. 生态平衡维护植物病理学不仅关注病原体对农作物的威胁,也研究生态系统中的病原微生物和植物之间的相互关系。
在生态系统中,存在着一种复杂的平衡状态,病原微生物作为生态系统中的一员,对维持生态平衡具有重要作用。
了解病原菌的生态特性和相互作用,有助于我们更好地保护生态环境和生物多样性。
二、植物病理学的研究方向随着科学技术的发展和需求的变化,植物病理学的研究方向也在不断拓展和深化。
1. 病原体生物学和遗传学病原体的生物学和遗传学研究是植物病理学的基础,通过研究病原体的菌种、毒力因子、传播途径等,可以深入了解病原体的生物学特性和致病机理。
同时,通过研究病原体的遗传变异,可以揭示病原体的进化规律,为病害的监测、防控提供科学依据。
2. 病害的诊断与监测病害的诊断和监测是植物病理学研究的重要环节,可以帮助我们及时发现和识别病害,采取相应的防治措施。
现代生物技术的应用,如PCR、DNA条形码技术等,使诊断和监测病害更加快速和准确。
植物病理学

(1) 共生(Symbiosis) (2) 共栖(Commensalism) (3) 拮抗(Antagonism) (4) 寄生(Parasitism)
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▪ 寄生性:一种生物从其它活的生物中获取养分 的能力。这种生物称寄生物(Parasite);被寄 生的生物称为寄主(Host)。
褪绿:植物绿色部分均匀变色。 黄化:叶片呈黄色。 花叶:叶片发生不均匀退色,黄绿相间。 红叶:叶片变红或紫红。
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2. 坏死(necrosis)
植物的细胞和组织受到破坏而死亡。最常见的坏死是 “病斑”(spot),包括:角斑、轮斑、条斑、白斑、 黑斑、灰斑、褐斑、锈斑、疮痂等。
3.腐烂 4.萎蔫(wilt)
物 病害。不能相互传染。 非生物因素包括气候条件、大气环境、栽培条
件等。
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1.3 植物病害的症状
1.3.1 定义: 植物受病原物侵染或不良环境因素影响后,在
组织内部或外部显露出来的异常状态,称为症状 (Symptom)。
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1.3.2 症状类型
1. 变色(discolor) 植株局部或全株失去 正常的绿色或发生颜色变化。
▪ 寄生性种子植物和部分真菌、线虫可直接侵入。
▪ 真菌直接侵入过程:孢子萌发产生芽管→顶端膨大形成
附着胞→产生侵染丝→穿过角质层和细胞壁
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▪ 自然孔口侵入:气孔、水孔、皮孔、 柱头、蜜腺等。
▪ 伤口侵入:所有病毒、类病毒和部分 病原原核生物、真菌通过该途径侵入。
▪ 伤口寄生物:除以伤口作为侵入部位外,还利 用伤口的营养物质,或先在伤口附近的死亡组 织中生活,然后侵入健全的组织。
5.畸形(malformation)
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1.3.3 病征类型
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简述利用生物技术防治植物病害的方法、途径、存在的主要问题及解决思路生物技术对植物病理影响最突出的可能有如下三个领域植物细胞和组织的培养,单克隆抗体的生产,核酸的分析和操纵。
1)利用组织培养技术大规模生产无病原植株。
2)病原鉴定和病害诊断:各种免疫技术如单克隆抗体等和核酸技术如PCR技术的应用,尤其是各种快速检测试剂盒的出现,提高了植物病害诊断的效率和准确度。
3)寄主和病原物间的关系:利用现代生物技术,鉴定了大量的寄病互作相关的基因和蛋白质,在分子生物学层面明确了许多植物病原物致病机理,为植物病害的防治提供了分子基础。
4)DNA重组技术:近几年通过转基因培育抗病植物抗病品种的技术发展很快,许多植物源和病原菌来源的抗病相关基因已转入作物中,产生了大批抗病高产的转基因材料,但是由于转基因安全性问题的存在,严重限制了这新材料和品种的推广和应用。
虽然可通过与传统品种的杂交,把这些优良品质转移至杂交品种中去,但这一方法耗时费工。
5)分子标记辅助的抗病育种的技术的发展,大大缩短了育种周期,加快了育种的效率。
植物病害生物防治常用的微生物有哪些?生物防治的机制是什么?1)链霉菌。
所产生的抗生素主要有井冈霉素、效霉素等。
研究证明,链霉菌代谢产物几丁质酶是造成菌丝畸变、细胞质凝集和外溢的直接原因。
2)木霉菌。
木霉菌的生防因子是代谢过程中产生的一系列水解酶类,如几丁质酶、纤维素霉、木聚糖酶、葡聚糖酶和蛋白酶,这些酶类对真菌细胞壁的降解有重要作用,可抑制病原菌孢子萌发,引起菌丝崩解。
二是次生代谢产生的各种抗生素类物质, 主要的有木霉素,胶毒素、绿木霉素、胶绿木霉素和抗菌肽等。
3)拮抗细菌。
是枯草芽孢杆菌、荧光假单孢杆菌和放射性土壤农杆菌。
芽孢杆菌的主要生防物质是蛋白质和多肽类物质,其抑菌谱甚广, 可使病原真菌菌丝体溶解,原生质外溢。
4)拮抗真菌。
A、我国共有3个属的食线虫真菌。
其中淡紫拟青霉对大豆胞囊线虫的致死作用主要是其代谢产生的几丁质酶。
B、梨胶锈菌的重寄生菌(Tubercu linavinoso),其孢子萌发形成芽管从病菌的性子器口和锈子器口侵入, 不能直接侵入。
我国水稻上有哪些重要病害,目前江苏水稻最重要的病害有几种,其关键的防治技术是什么?我国水稻重要病害主要有稻瘟病、水稻白叶枯病和细菌性条斑病、水稻纹枯病、水稻条纹叶枯病、稻曲病等。
目前江苏省最重要的病害为稻瘟病、白叶枯病和条纹叶枯病。
条纹叶枯的防治:a、推迟移栽期7-10,避免灰飞虱的主要传毒高峰。
b、拔除病株,控制病害。
C、秧苗期全程药控,防病保秧。
D、选用抗病品种。
稻瘟病:采取以消灭越冬菌源为前提,选用抗病丰产良种为中心,农业栽培技术为基础,药剂防治为辅助的综合防治策略。
白叶枯病:A、种子处理。
福尔马林或浸种灵浸种;b、加强检疫,严防病害传入无病区,在病区建立无病育秧田;c、选用抗病品种是最经济有效的防治方法,注重肥水管理;d、药剂防治。
植物病害诊断的原则是什么?大豆田里出现了成片的叶片黄化,如何确定原因与对策?柯赫氏法则:a、在植物上常伴有一种病原物存在;b、该微生物可以在离体或人工培养基上分离纯化获得纯培养;c、将纯培养接种到相同品种的健株上,表现出相同症状的病害;d、从接种发病的植物上再分离到其纯培养,性状与原来的记录(b)相同。
诊断方法:首先,询问当地农民发病阶段田间的肥水及天气等的状况,仔细观察发病植株的根茎叶各部位看有没有病害症状,并结合镜检排除药害,缺素等自然因素。
观看发病植株上是否有寄生植物。
再利用科赫氏法则确定病原生物。
然后,通过各种专项检测鉴定该病原物。
最后,针对病原物设计出有效地防治方法,并给以实施。
简述近20年来关于基因对基因学说研究的重大进展,指出目前的重大课题与今后5年可能取得突破的领域;举例阐述你熟知的互作体系,针对某个问题,论述你的研究思路。
Flor根据亚麻对锈菌小种特异抗性的研究在1942年提出了“基因对基因学说”,并于1957和1971年对该学说作了更精确的描述。
这一学说的要义是:植物品种特异抗病性依赖于植物抗病(resistance, R)基因和与之互补的病原物无毒(avirulence, avr)基因的存在,R与Avr蛋白质分别以受体(receptor)和配体(ligand)的方式发生分子识别,激活植物防卫反应、导致抗病表型,只要任何一方不存在,植物便表现为感病。
目前至少在40余种植物-病原物相互作用系统中证明Flor 的基因对基因学说是正确的。
1)、无毒基因:Staskawicz 等于1984 年从大豆丁香假单胞菌中克隆了第一个无毒基因avrA。
病原细菌中还存在一种称为hrp的致病基因簇, 它决定着植物病原细菌在寄主植物上的基本寄生性或致病性, 但它也可诱导非寄主植物比如烟草产生过敏性反应。
无毒蛋白avrBs3是通过细菌的Ⅲ型泌出通道被注入植物细胞内。
无毒基因具有双重功能: 在含互补抗病基因植物中表现无毒效应, 而在不含互补抗病基因植物中显示致病性和毒性效应。
第一个被证实同时具有毒性效应的无毒基因是从X anthomonascamp estris p v. V esica toria 分离得到的avrBs2 基因, 它在携带抗病基因Bs2的胡椒上引起HR 反应, 使寄主表现抗病; 而在缺乏B s2 的感病寄主上则增强细菌的致病力。
2)、抗病基因:近20 年来,世界上许多重要实验室一直致力于R 基因的克隆,直到1992 年才成功地克隆出第一个植物抗病基因—玉米抗圆斑病基因Hm1 , 但Hm1 并不是真正符合基因对基因抗病性学说的抗病基因。
第一个被克隆的真正符合基因对基因抗病性学说的抗病基因是番茄的Pto 基因。
3)、Avr蛋白与R蛋白的相互作用机制R-Avr 蛋白相互作用的最简单模式是受体-配体模式,番茄Pto和丁香假单胞菌AvrPto蛋白质酵母中可以发生物理结合、即分子识别。
然而,进一步的研究发现,由于很难检测到R蛋白和Avr 蛋白的直接相互作用,因而提出的假设认为,R 蛋白“监控”与Avr 蛋白作用的植物寄主靶蛋白(guardee) ,一旦监测到Avr-guardee 的相互作用,就会启动HR 和其他防御反应,这就是警卫学说。
重大课题和展望:至少存在三种R 基因的下游信号传导途径,一种是NDR1-依赖型,第二种是EDS 1 依赖型,第三种的具体遗传成分还没有报道。
促使R 基因选择不同的信号传导途径的具体机制仍然不清楚。
,尽管特定的R 基因进行信号传导途径可能是由R 基因的结构所决定;但可以肯定的是,还有另外的一些因子也参与此过程并且起重要作用。
随着拟南芥基因组序列和病原物基因组序列的公布,以及更多抗性缺陷突变体的分离以及与抗性有关基因的克隆测序,将会在生化水平和分子水平更精确地揭示信号传导的途径。
举例:番茄Pto与丁香假单胞菌番茄致病变种avrPto的直接互作在细胞质中Pto 能够识别通过III型分泌系统分泌到细胞质中的无毒蛋白Avrpto。
Prf 基因是Pto基因介导的产生对细菌性斑点病抗性和对倍硫磷敏感性所必需的。
在抗病的番茄中,抗性蛋白Pto通过识别病原菌的无毒蛋白Avrpto或AvrptoB,激发的下游信号转导途径可能有两种:一种是Pti1参与引起HR反应;另一种是Pti4/5/6诱导引起防御基因的表达,从而而产生对细菌性斑点病的抗性。
植物与病原菌之间也进行着“军备竞赛”,谈谈你对植物与病原生物在协同进化的过程中军备竞赛的认识?植物在长期进化过程中形成了多种形式的抗性,植物的先天免疫是适应的结果是同其他生物协同进化的结果。
植物模式识别受体识别病原物模式分子(PAMPs), 激活体内信号途径,诱导防卫反应, 限制病原物的入侵, 这种抗性称为病原物模式分子引发的免疫反应PTI)。
为了成功侵染植物,病原微生物进化了效应子(effector)蛋白来抑制病原物模式分子引发的免疫反应。
同时,植物进化了R基因来监控、识别效应子, 引起细胞过敏性坏死(hypersensitive response, HR),限制病原物的入侵,这种抗性叫效应分子引发的免疫反应(effector-triggered immunity, ETI)已测序的植物病原物基因组有哪些?选择你熟悉的植物病原物基因组,简要说明其特征?病原生物基因组学的进展对你的研究有哪些帮助?柑桔黄龙病(又称绿斑病)的病原物,植原体属翠菊黄化植原体(C. Phytoplasmaasteri), 有2个菌株已经测序,番茄细菌性溃疡病, 还可引起马铃薯萎蔫、块茎环腐病等。
水稻细菌性基腐病、蝴蝶兰软腐病等。
马铃薯黑胫病。
主要引起番茄细菌性斑点病,土传植物病原菌(8)Xanthomonas axonopodis菌株(9)X. oryzaepv. oryzae导致水稻白叶枯病。
稻瘟病基因组特征:1、基因组中包含许多致病相关的基因2、毒性相关信号通路:基因组中包含3个MAPK级联反应,分别调控附着包发育、侵入钉形成和高渗透压的调节。
3、稻瘟病菌侵染植物诱导膨压形成相关基因4、稻瘟病菌具有一个复杂的秘出蛋白质组,其中许多蛋白质家族推测具有降解植物细胞壁和外表皮的能力,且编码这些酶的基因在病菌侵染植物时表达量上调。
5、基因组中包含有编码效应子和PAMP的基因.6、基因组中包含大量的次级代谢产物编码基因以及与次级代谢相关的基因。
7、基因组中约有9.7%的序列是由大于200bp的、具有65%以上的相似性的重复片段组成的。
基因组中的大部分寄主特异性基因均位于富含转座子的区域,这种转座子导致的重组为稻瘟病菌通过基于丢失扩大寄主范围提供了大量的机会。
以一个植物病原细菌的无毒基因AvrPto为例,谈谈其编码蛋白在植物和病原菌互作中的作用?无毒蛋白AvrPto在Pst的细胞质中合成,通过TTSS进入到植物细胞中,在植物细胞膜上与Pto识别、互作、引起植物的抗病反应。
AvrPto在表达Pto 的番茄上具有无毒功能,在缺失Pto的番茄上具有毒性功能。
AvrPto能与Pto发生高度特异性互作,而与Pto基因家族的其他成员不能互作。
后续的研究发现要激活植物抗病,除了需要AvrPto和Pto外,还需要富含亮氨酸重复(Leucine-rich repeat,LRR)的Prf蛋白。
AvrPto除了能够和Pto互作,引发Pto介导的抗病反应之外,还能够抑制非致病菌引起的HR反应。
谈谈基因沉默的原理及在植物保护上的可能应用?原理:基因沉默发生在两种水平上,一种是由于DNA甲基化、异染色质化以及位置效应等引起的转录水平上的基因沉默(tran-scriptional gene silencing,TGS),另一种是转录后基因沉默(post-transcriptional gene silencing,PTGS),即在基因转录后的水平上通过对靶标RNA进行特异性降解而使基因失活,此现象被称为RNA干扰(RNA interference,RNAi)。