植物免疫学

合集下载

植物免疫学研究植物的天然及特异性免疫机制的学科

植物免疫学研究植物的天然及特异性免疫机制的学科

植物免疫学研究植物的天然及特异性免疫机制的学科[植物免疫学研究植物的天然及特异性免疫机制的学科]植物免疫学是研究植物对抗病原微生物的天然及特异性免疫机制的学科。

在进化过程中,植物逐渐形成了一套复杂而高效的免疫系统,以保护自身免遭病原微生物的侵袭。

在本文中,将介绍植物免疫学的研究内容、重点及未来的发展方向。

一、植物免疫学的研究内容植物免疫学的研究内容主要包括以下几个方面:1. 植物的天然免疫机制:植物通过一系列的非特异性防御反应来对抗病原微生物的侵袭。

这些反应包括激活植物的免疫信号传导通路、产生抗菌物质以及细胞壁增强等。

天然免疫机制是植物最早防御病原微生物侵袭的反应之一。

2. 植物的特异性免疫机制:当植物遭受特定的病原微生物侵袭时,会启动特异性免疫机制以进行针对性的防御。

这些机制主要包括植物病原识别受体的识别、信号转导、基因表达调控以及产生免疫蛋白等。

特异性免疫机制是植物对付多样化病原微生物的有效手段之一。

3. 植物与病原微生物的相互作用:研究植物与病原微生物之间的相互作用是植物免疫学研究的重要内容之一。

通过研究植物与不同病原微生物之间的相互作用过程,可以揭示病原微生物侵染植物的机制,从而为植物病害的防治提供理论依据。

二、植物免疫学的研究重点植物免疫学的研究重点主要包括以下几个方面:1. 病原微生物的识别和克服:研究病原微生物侵染植物的识别机制,探究植物免疫系统对抗病原微生物的克服策略。

这对于增强植物的抗病能力具有重要意义。

2. 免疫信号传导的调控机制:研究植物免疫信号传导通路的调控机制,揭示免疫信号的传递过程和关键分子参与。

这有助于深入理解植物的免疫反应机制。

3. 植物-病原微生物共进化的机制:研究植物与病原微生物之间的共进化过程,探讨植物免疫系统与病原微生物之间的相互作用模式。

这对于揭示植物免疫系统的进化原理具有重要指导意义。

三、植物免疫学的未来发展方向植物免疫学作为一门前沿学科,仍面临着许多令人关注的问题,需要进一步深入研究。

植物免疫学第一章

植物免疫学第一章

02
植物免疫系统概述
植物免疫系统的组成
抗病基因
植物抗病基因是植物免疫系统的重要 组成部分,它们编码了能够识别病原 微生物并启动抗病反应的抗病蛋白。
天然免疫受体
信号转导分子
信号转导分子在植物免疫系统中起着 传递信号的作用,它们能够将病原微 生物的信号传递给植物细胞内部的免 疫反应元件。
天然免疫受体是植物细胞表面的受体, 能够识别病原微生物的分子模式,触 发免疫反应。
植物抗病性是指植物抵抗病原菌侵染和病害发生的能力。
详细描述
植物抗病性是植物天然存在的一种防御机制,它使植物能够 识别并抵御病原菌的侵染,从而避免或减轻病害的发生。这 种能力是植物长期进化过程中形成的一种适应性特征。
植物抗病性的类型
总结词
植物抗病性可分为非专化性抗病性和专化性抗病性。
详细描述
非专化性抗病性是指植物对多种病原菌都具有的抗病能力,这种能力通常与植物 的过敏性反应有关。专化性抗病性则是指植物对某一特定病原菌的抗病能力,这 种能力通常与植物体内某些抗病基因的表达有关。
04
植物抗虫性
植物抗虫性的定义
植物抗虫性是指植物在受到昆虫侵害 时,能够通过一系列生理生化反应来 抵抗昆虫的侵害,保护自身不受伤害 的能力。
植物抗虫性是一种自然的防御机制, 是植物长期适应环境的结果。
植物抗虫性的类型
01
02
03
抗生性
植物通过产生某些化学物 质,如生物碱、酚类化合 物等,抑制昆虫的生长和 发育。
植物免疫系统的功能
抗病性
植物免疫系统的主要功能是抗病 性,即抵抗病原微生物的侵染和 扩展,保护植物不受病害的侵害。
系统性获得抗性
系统性获得抗性是指植物在受到 病原微生物侵染后,能够产生一 种持久的抗性,对同种或相似病 原微生物的再次侵染具有抵抗力。

植物免疫学

植物免疫学

植物免疫学名词1.生理小种:是病原菌种、变种或专化型内形态特征相同,但生理特性不同的类群,可以通过对寄主品种的致病性,即毒性的差异区分开来。

2.变种:除了寄生专化性差异外形态特征和生理性状也有所不同。

3.专化型:并无形态差异,但对寄主植物的属和种的专化性不同。

4.致病变种:细菌在种下设置致病变种,系以寄主范围和致病性来划分的组群,相当于真菌的专化型。

5.毒素:是植物病原真菌和细菌在代谢过程中产生的小分子非酶类化合物,亦称微生物毒素,能在非常低的浓度范围内干扰植物正常的生理功能,诱发植物产生与微生物侵染相似的症状。

6.定性抗病性:抗病性若用定性指标来衡量和表示,则称为定性抗病性,亦称为质量抗病性。

7.定量抗病性:用定量指标来表示的抗病性称为定量抗病性,亦称数量抗病性。

衡量抗病性的定量指标种类很多,如发病率、严重度、病情指数等。

8.病害反应型:即是一种定性指标,它反映了寄主和病原物相互斗争的性质。

9.主动抗病性:诱导性状所确定的抗病性为主动抗病性,是病原物侵染所诱导的。

最典型的为过敏性坏死坏死反应。

10.防卫反应:植物主动抗病性反应也称为防卫反应,防卫反应的发生反应了侵染诱导的植物代谢过程的改变。

11.过敏性反应:又称过敏性坏死反应,简称HR反应,指植物对不亲和性病原物侵染表现高度敏感的现象。

发生此反应时,侵染点细胞及其邻近细胞迅速死亡,病原物受到遏制。

12.主效基因抗病性:由单个或少数几个主效基因控制被称为单基因抗病性或寡基因抗病性,统称为主效基因抗病性。

13.微效基因抗病性:由多数基因控制,各个基因单独作用微小,这称为多基因抗病性或微效基因抗病性。

14.幽灵效应:被病原菌克服的主效基因对定量抗病性有所贡献,但并不能用以完全说明定量抗病性,主效基因抗病性这种作用被称为残余效应或幽灵效应。

15.小种专化抗病性:农作物品种的抗病性可能仅仅对某个或某几个小种有效,而不能抵抗其他小种,这种抗病性类型是小种专化性抗病性。

《植物免疫学》PPT课件

《植物免疫学》PPT课件

三、避病、抗病、耐病和抗再侵染
• 1、避病:抗接触
• 2、抗病:抗侵入、抗扩展、抗繁殖
• 3、耐病:抗损害
• 4、抗再侵染:诱导抗病性或获得性免疫
四、被动抗病性和主动性抗病性
• 被动抗病性指植物受侵染前即已具备的、 或说是不论会否与病原物遭遇也必然具备 的某些既存性状,当受到侵染即起抗病作用. 主动抗病性指受侵染前并不出现、 或说是 不受侵染便不会表现出来的遗传潜能,而当 受到侵染的激发后才立即产生一系列保卫 反应而实现出的抗病性,又叫保卫反应,这 在第三章还要详细讨论。
二、抗病性的进化观
• 2、多元进化论(Vanderplank, 1978)
活体营养(biotrophy)和死体营养 (necrotrophy)是两种并存的现象,各有 其不同的进化来源。在病程中,这两种现 象不是互相排斥的,死体营养可以逐步取 代活体营养。活体营养寄生现象可能源于 互利共生的平衡破坏。
二、抗病性的遗传观
• 1、抗病性是遗传规定的潜能,遇到病原物侵染后 才得以表现,其具体表现还依病原物致病性如何 而异。 • 2、抗病性的表现型实际上是寄主-病原物的结合 体的表现型,抗病性的遗传研究需要从结合体的 表现型和病原物的基因型推知寄主抗病性的基因 型。 • 3、寄主的抗病性基因型和病原物的致病性基因型 是相互选择的进化产物,有其对应关系,如“基 因对基因关系”。 • 4、寄主和病原物双方群体间的相互选择导致各自 遗传结构的变化,这便是抗病性的群体遗传学。二、抗 Nhomakorabea性的生理观
• 1、腐生为主的杀生物:死体营养为主,为害方式 较为粗暴,常以毒素/和酶杀伤寄主原生质、消解 寄主组织,再行取食。 寄主:以坚强的组织结构、或以抑制、破坏或 抗耐毒素和酶的机制来抵抗病原物。 • 2、专性寄生物: 初期不杀伤寄主原生质,和 平共处,从而夺取寄主的营养物质,进行活体营 养。 寄主:通过过敏性坏死或以营养和代谢上的种 种不合作来抑制病原物的发育。 • 3、抗病性不是一种简单性状的表现,而是寄主病原物间十分复杂的相互作用的过程。

《植物免疫学》课件

《植物免疫学》课件
未来植物抗病毒病的研究将更加注重跨学科合作和新技术应用,以提高防治效果 和降低环境污染,同时推动农业可持续发展。
05
植物抗虫性
植物抗虫性的类型与特点
抗虫性类型
根据植物对昆虫的抗性程度,可分为 抗生性、耐害性和避害性。
抗虫性特点
植物抗虫性具有多样性、持久性和协 同性等特点,能够抵御不同种类和数 量的昆虫侵害。
基因克隆与表达分析技术
基因克隆
通资源。
表达分析
利用分子生物学技术,如PCR、基因芯片等,检测抗病基因在植物体内的表达情况,了 解其在抗病过程中的作用。
蛋白质组学与生物信息学技术
蛋白质组学
研究植物在抗病过程中的蛋白质表达谱变化,揭示抗病 的分子机制。

植物抗虫性研究的应用与实践
抗虫品种选育
通过植物抗虫性研究,选育具有优良抗虫性能的 农作物品种,提高农业生产效益。
生物防治技术
利用植物抗虫性原理,开发生物防治技术,减少 化学农药的使用,保护生态环境。
生态农业实践
将植物抗虫性研究应用于生态农业实践中,实现 农业的可持续发展。
06
植物免疫学研究方法与技术
植物抗病性的分子机制
总结词
阐述植物抗病性的分子机制,包括信号转导 、防御基因表达和抗病相关物质的合成。
详细描述
植物抗病性的分子机制涉及复杂的信号转导 过程,当植物受到病原体侵染时,会触发一 系列信号转导反应,诱导防御基因的表达和 抗病相关物质的合成。这些物质包括抗菌蛋 白、酶类、植物激素等,它们在抵御病原体 侵害中发挥重要作用。
THANK YOU
生物信息学
利用计算机科学和统计学方法,对大规模基因组和蛋白 质组数据进行处理和分析,挖掘抗病相关的基因和蛋白 质。

植物生物学中的植物免疫系统

植物生物学中的植物免疫系统

植物生物学中的植物免疫系统在植物生物学中,植物免疫系统起着至关重要的作用。

植物在面对外界的各种生物和非生物胁迫时,能够通过一系列的免疫反应来保护自身免受损害。

本文将重点介绍植物免疫系统的组成和机制。

一、植物免疫系统的组成植物免疫系统是由两个基本组成部分构成:固有免疫和后天免疫。

1. 固有免疫固有免疫是植物一直携带的免疫系统,类似于人类的先天免疫。

植物的外表皮、表皮细胞、细胞壁和某些化合物等都具有防御作用。

固有免疫通过植物体表的化学物质和物理结构来阻止病原体的侵入。

此外,固有免疫还通过产生抗菌肽和酶来杀死或抑制入侵的病原体。

2. 后天免疫后天免疫是植物在感染病原体后产生的特异性免疫反应。

植物通过感知病原体侵入后,激活一系列的信号传导路径来启动免疫响应。

这些信号传导路径包括激活特定的抗原识别受体、介导降解病原体的酶系统以及产生一系列的防御蛋白质等。

后天免疫能够识别并清除病原体,从而保护植物免受疾病的侵害。

二、植物免疫系统的机制植物免疫系统主要通过以下几个机制来保护植物免受病原体的侵害。

1. PAMPs-PRRs识别机制PAMPs(Pathogen-Associated Molecular Patterns,病原体相关分子模式)是病原体上广泛存在的特定分子,而PRRs(Pattern Recognition Receptors,模式识别受体)是植物细胞上能够识别PAMPs的受体。

当病原体入侵植物细胞时,PAMPs与PRRs结合,激活后继的免疫反应。

2. 内源性免疫激活内源性免疫激活是指植物通过感知细胞内部异常信号或胁迫信号来启动免疫反应。

这些异常信号可以是由病原体释放的效应蛋白、ROS (Reactive Oxygen Species,活性氧物种)的积累以及植物细胞内部的一些胁迫信号。

这样的免疫激活是一种重要的后天免疫反应机制。

3. 器官间信号传递植物的不同器官之间可以通过信号传导来进行免疫反应的调控。

植物免疫学了解植物在抵抗病原微生物时的免疫反应

植物免疫学了解植物在抵抗病原微生物时的免疫反应

植物免疫学了解植物在抵抗病原微生物时的免疫反应植物免疫学:了解植物在抵抗病原微生物时的免疫反应随着对植物及其免疫系统研究的不断深入,植物免疫学成为了一个备受关注的领域。

植物作为自然界中最早出现的生物之一,同样需要一套免疫反应机制来保护自身免受病原微生物的侵害。

本文将探讨植物在抵抗病原微生物时的免疫反应,从分子层面到细胞层面进行全面解析。

免疫感知与信号传递植物对于病原微生物的感知主要依靠两种类型的受体蛋白,即表型相关受体蛋白(PAMPs)和效应蛋白。

前者可以感知到常见的微生物特征,如细菌和真菌的表面分子,后者则能够识别到病原微生物释放的效应分子。

植物受体蛋白能够通过结合这些分子来启动免疫反应。

当受体蛋白与病原微生物相关分子结合后,信号传递过程得以启动。

这一过程中,植物细胞会释放多种信号分子,以激活免疫反应。

其中,激活植物抗病基因的信号通路特别值得关注。

这类基因编码的抗病蛋白会参与到抗病能力的调控中,从而提高植物的免疫反应能力。

免疫反应细胞过程在受到病原微生物的侵袭后,植物组织会迅速做出反应,形成细胞壁增厚、细胞水肿等防御性结构改变。

同时,植物会启动一系列的免疫反应细胞过程,通过细胞间的信号传递来增强免疫系统的整体应对能力。

一种重要的免疫反应是细胞死亡程序的激活。

植物中的细胞死亡过程被称为程序性细胞死亡(PCD),通过快速清除被感染的细胞而遏制病原微生物的传播。

此外,PCD还能引发特殊途径的防御反应,如病斑形成和细胞壁增厚。

植物免疫反应的调控植物免疫反应的调控是一个复杂的过程,需要多个信号通路的参与。

这些信号通路包括疫病互作素(elicitor)途径、激素信号途径和代谢途径等。

其中,植物激素在免疫反应中发挥着重要作用。

水杨酸(SA)途径是植物免疫反应中最为典型的信号通路。

SA通过调节一系列基因表达,参与抗病基因的激活以及细胞壁增厚等免疫反应。

除了SA途径外,还有其他重要的植物激素信号通路,如茉莉酸(JA)和乙烯(ET)途径,它们与抗病基因的激活密切相关。

植物免疫学植物抵御病原体的机制

植物免疫学植物抵御病原体的机制

植物免疫学植物抵御病原体的机制植物是地球上最主要的生物类群之一,但它们同样面临着病毒、细菌和真菌等病原体的威胁。

为了保护自身免受病原体侵害,植物进化出了一套复杂而高效的免疫机制。

这一领域被称为植物免疫学,研究植物如何抵御病原体的侵袭。

1. 植物免疫系统的两大分支植物免疫系统可以分为两个主要的分支:PAMPs-PRR免疫和R基因介导的抗病机制。

PAMPs-PRR免疫是指植物细胞通过感知微生物特定的分子模式(PAMPs)来触发免疫反应。

植物细胞表面上存在着一类受体蛋白,称为模式识别受体(PRR),它们能够识别并结合PAMPs。

一旦PAMPs与PRR结合,植物细胞会迅速启动一系列的免疫反应,包括产生抗菌物质、激活细胞死亡(细胞凋亡)和增强细胞壁的抗性等。

与此相对应,R基因介导的抗病机制是指植物通过R基因来识别和抵御病原体。

植物细胞利用R基因编码的蛋白来感知病原体的效应蛋白。

一旦病原体的效应蛋白与R蛋白结合,植物细胞会迅速启动一系列的抗病反应,包括细胞死亡、产生抗菌物质和调节免疫相关基因的表达等。

2. PAMPs-PRR免疫的机制PAMPs-PRR免疫是植物最早触发的免疫反应,它有助于植物在病原体入侵的早期阶段就能够进行有效的抵御。

在PAMPs-PRR免疫中,植物细胞通过感知病原体共有的PAMPs来识别外来入侵。

常见的PAMPs包括细菌的脂多糖、真菌的低聚糖和病毒的双链RNA等。

植物细胞表面的PRR能够与PAMPs结合,并通过信号转导通路进一步激活免疫反应。

一旦PAMPs被感知并结合了,植物细胞就会迅速激活一系列的免疫反应。

它们包括产生抗菌物质,如抗菌肽和酶类;增强细胞壁的抗性,通过堆积结构多糖和增加细胞壁的硬度;以及通过细胞凋亡来限制病原体的扩散。

3. R基因介导的抗病机制与PAMPs-PRR免疫不同,R基因介导的抗病机制对于植物来说是一种高度特异性的免疫反应。

每个R基因都能够识别某个特定的病原体效应蛋白。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

植物免疫学第一章绪论Table of Contents1.1 抗病性利用与植物病害防治植物病害是作物生产的最大威胁之一▪1844—1846年,马铃薯晚疫病流行,造成爱尔兰饥荒▪1870年,咖啡锈病流行,斯里兰卡的咖啡生产全部毁产▪1942年,水稻胡麻斑病流行,造成孟加拉饥荒▪1950年,小麦条锈病大流行,我国损失小麦120亿斤▪1970年、1971年,玉米小斑病流行,美国玉米遭受重大损失1.1 抗病性利用与植物病害防治抗病性利用在植物病害防治中的作用▪利用抗病性来防治植物病害,是人类最早采用的防治植物病害的方法▪“综合治理”策略中,抗病性利用是最基本、最重要的措施▪经济、简便、易行,且不污染环境1.2 植物免疫学1.2.1 植物免疫学植物免疫学(plant immunology)是关于植物抗病性原理和应用的综合学科,以植物与病原物的相互作用为主线,探索植物免疫的本质,合理实行人为干预,以达到有效而持久控制植物病害的目的植物病理学的一门新兴分支学科系统研究植物的抗病性的类型、机制和遗传、变异规律及植物抗病性合理利用,使其在植物病害防治中发挥应有的作用1.2 植物免疫学1.2.2 植物免疫学的研究内容①植物抗病性的性质、类型、遗传特点和作用机制②植物病原物致病性的性质、类型、遗传特点和作用机制③植物与病原物的识别机制和抗病信号的传递途径④植物抗病性鉴定技术、抗病种质资源、抗病育种和抗病基因工程⑤病原物群体毒性演化规律、监测方法和延长品种抗病性持久度的途径和方法⑥人工诱导植物免疫的原理和方法1.2 植物免疫学1.2.3 植物免疫学与其它学科的关系▪以植物病理学、生物化学、遗传学和分子生物学为基础▪基础理论层面:与植物病原学、植物生理学、真菌生理学、细胞学、生物物理学等学科有密切关系▪应用层面:与植物育种学关系最密切,与植物保护学、作物栽培学、植物遗传工程、农业生物技术、田间试验与统计等学科有密切关系▪在植物病理学各分支学科中,植物免疫学与生理植物病理学、分子植物病理学最接近,内容有所重叠,但学科范畴和侧重点不同1.3 植物免疫学发展简史1.19世纪中期至20世纪初期阶段(萌芽阶段)•1380年,英国选种家J. Clark用马铃薯“早玫瑰”品种与“英国胜利”杂交育成抗晚疫病品种“马德波特∙沃皮特”•L. Liebig,1863发现增施磷肥可提高马铃薯对晚疫病的抗性,偏施氮肥可加重发病•1896年,J. Eriksson和E. Hening发现小麦对锈病的反应有严重感染、轻度感染和近乎完全抵抗3种类型,并建议在生产上应用近乎完全抵抗的品种•1879年和1894年,Shrodter和Eriksson先后发现醋梨锈病菌(Puccinia caricis)和禾谷类秆锈菌(Puccina graminis)有寄生专化现象1.3 植物免疫学发展简史2.20世纪30〜70年代(学科体系建立和完善的阶段)(一)开始建立了遗传学理论•1900年,G. J. Mendel的遗传定律被重新肯定,为植物抗病性的研究和利用提供了遗传学理论•1905年,R. H. Biffen用小麦抗条锈品种American Club与感锈品种Michigan Bronze杂交和用大麦抗白粉病品种与感病品种杂交证明,植物的抗病性不但可以遗传,而且是按照孟德尔的遗传定律遗传•1909年N. A. Orton用栽培种西瓜Eden与饲料西瓜Citon杂交,并按照孟德尔的遗传定律在子2代和子3代继续选择,选出了抗萎蔫病食用西瓜“胜利者”(二)发现病菌有生理分化现象▪1917年,E. C. Stakman和F. J. Piemeisel发现小麦秆锈菌内有生理小种的分化(三)开始研究病原菌致病性的遗传和变异▪1904年,Blackeslee发现毛霉菌有异宗配合现象▪1927年,G. H. Criegie发现秆锈菌有异宗配合现象▪1932年,A. F. Hansen和Smith还在半知菌中发现有异核性(四)提出了一些有关植物免疫机制的学说▪Ward,1902,毒素和抗毒学说▪Comes,1910,酸度学说▪Dougal,1910,渗透压学说▪Rivera,1913,膨压学说▪Κричевский,1916,抗体、拟抗体学说▪瓦维洛夫,1919,植物免疫发生学说▪瓦维洛夫,于1939年出版了“植物对侵染性病害的免疫学”专著20世纪中期阶段▪H. H. Flor,1942,提出“基因对基因”假说(gene-for-gene hypothesis)▪植物病原菌致病性的遗传和变异研究:病菌可以通过准性生殖(parasexualism)产生变异(Pontecorvo,1953);▪在植物抗病性的遗传变异规律和寄主与病原物相互关系方面取得了较大进展▪开始物理、化学和人工免疫研究▪在植物抗病机制方面做了大量研究,提出了一些新的假说。

如“退化”学说(斯特拉霍夫,1959)、“杀生素”学说(维尔捷列夫斯基,1959)、“酶”学说(鲁宾,1960)▪关于植物免疫的理论著作先后问世。

如《植物免疫性的发生及其应用》(杜宁,1946)、《植物侵染性病害原理》(高又曼,1951)、《植物免疫生理学》(苏霍鲁柯夫,1959)、《植物病害原理》(E. C. Stakman & J. G. Harrar,1957)、《植物病理学:问题和进展》(C. S. Holton et al.)、《植物对侵染性病害的简明教程》(高尔连科,1959)、《植物免疫生理与生化》(鲁宾,1960)、《植物免疫学》(林传光等,1961)等▪ 1.3 植物免疫学发展简史3.20世纪80年代以后(学科大发展阶段)▪1984年,鉴定出大雄疫霉高活性细胞壁激发子组分,发现了大豆细胞的接受子▪同年从丁香假单胞大豆致病变种克隆到第一个无毒基因▪1990年,发现病原细菌的无毒基因avrBs2具有重要的毒性作用,无毒基因为二元因子▪1991年,克隆第一个真菌无毒基因avr9▪1992年,克隆第一个植物抗病基因,玉米的Hm1基因▪1993年,克隆首个符合经典基因对基因关系的R基因,番茄的Pto基因▪1997年,Ryals及其合作者发现拟南芥的NIM1基因与脊椎动物的I-kB基因有同源性,后者与先天免疫性有关▪抗病基因工程▪1985年,首倡利用病原物基因转化感病植物▪1986年,建成表达TMV外壳蛋白的转基因抗病烟草▪1992年,提出同时转化病原物无毒基因与植物抗病基因的双元策略▪2000年,发现植物中转入编码双链或自我互补的发夹结构RNA,能诱导对病毒的转录后基因沉默,表达对病毒的免疫性,同期利用多种策略建成的各种抗病转基因植物相继进入田间试验1.4 我国的植物抗病性研究利用工作1949年以前,俞大绂对小麦品种抗秆黑粉病的研究;沈其益对小麦抗秆黑粉病的遗传规律研究;涂治、尹萃芸、方中达和王焕如等先后对小麦秆锈菌、条诱菌和叶锈菌的生理小种研究;凌立关于小麦秆锈菌转主寄主的研究等新中国成立后不久,从前苏联引进了植物免疫学,相继在各髙等农业院校开设植物免疫学课程,在部分院校和研究院(所)建立了植物免疫研究室,结合抗病育种实践。

从20世纪60年代起,国内开始培养植物免疫学专业或免疫学方向的研究生1961年,农业出版社出版由北京农业大学编著的《植物免疫学》1994—1995年,全国高等农业院校统编教科书《植物免疫学》和配套的《植物免疫学实验》出版20世纪80年代以来,在借鉴和交流国外先进技术的基础上,国内植物免疫学和相关学科步入分子时代生理小种鉴定和病原菌群体毒性变化规律研究,为抗病育种和品种布局提供了基本依据。

其中多数对象的小种鉴定工作一直持续至今,积累了宝贵的历史资料病原菌毒性变异与演化,病原菌寄生适合度,病原菌易变地区综合治理植物抗病机制与病原菌致病机制的研究,且已深入到细胞水平和分子水平几乎对所有重要农作物病害都开展了品种抗病性遗传规律和抗病基因定位研究,鉴定发现了一批针对稻、麦主要病害的新抗病基因在染色体工程育种、细胞工程育种、诱变育种、杂交优势利用诸方面,取得了具有中国特色的高水平成果从国内外广泛搜集抗病种质资源,以重要作物和主要病害为重点,系统地进行了抗病性鉴定,鉴选出大量抗源材料,进而对重要抗病种质资源进行了改造和创新,有力地支持了抗病育种工作对稻、麦、棉、玉米、薯类、油菜、果树、蔬菜等主要农作物全面开展了抗病和丰产良种的选育工作,选育出一大批抗病良种在生产上推广应用植物免疫学第二章植物抗病性Table of Contents2.1 植物抗病性的概念抗病性(disease resistance):植物体减轻或克服病原物致害作用的可遗传特性植物与病原物间发生不亲和互作,植物表现抗病;若两者间发生亲和性互作,植物发病,或称为感病广义的抗病性是:指植物一切与避免、中止或阻滞病原物的侵入与扩展,减轻发病和损失程度有关的特性狭义的抗病性:仅指植物抵抗病原物侵入、扩展和繁殖的性状狭义抗病性排除了植物的避病与耐病特性抗病性是植物普遍存在的、相对的性状抗病性的产生和发展是植物与其病原生物在长期的协同进化(co-evolution)中相互适应、相互选择的结果抗病性不是一个简单性状的表达,而是寄主-病原物间十分细致复杂的相互作用的过程抗病性是遗传规定的潜能,遇病原物侵染后才得表现出来,其具体表现还依病原物致病性如何而异抗病性概念的弹性、模糊性和正确理解2.2 植物抗病性的类别2.2.1 寄主抗病性(host resistance)和非寄主抗病性(non-host resistance)寄主抗病性:品种抗病性(cultivar resistance)、基因型抗病性(genotypic resistance)或专化抗病性(specific resistance)非寄主抗病性:非寄主植物具有的抗病性。

植物物种整体对特定种类的病原菌总体所表现的抗病性2.2 植物抗病性的类别2.2.2 基因抗病性(gene resistance)和生理抗病性(physiological resistance)•基因抗病性:又称之为遗传抗病性,是指由种种一定的基因或基因型决定的抗病性,无此基因或非此基因型便无此抗病性•生理抗病性:指不是主要由品种遗传特性或特定基因决定的,而是主要由生长中植株生理生化状态制约的抗病性,它们的表现和作用大小对栽培条件很敏感,而品种间差异倒在其次2.2 植物抗病性的类别2.2.3定性抗病性与定量抗病性抗病性若用定性指标来衡量和表示,则称为定性抗病性(qualitative resistance),亦称质量抗病性定性指标:病害反应型(infection type)▪发生过敏性坏死反应时,划为较低等级的反应型或确定为抵抗型病斑;而不发生过敏性坏死反应,划为较高级别的反应型或确定为感染型病斑用定量指标表示的抗病性称为定量抗病性(quantitative resistance ),亦称数量抗病性定量指标:发病率、严重度、病情指数、病斑数量、病斑大小、潜伏期、病原物繁殖量等部分抗病性(partial resistance):定量抗病性,抗病品种的反应型虽较高,但发病的定量指标较低田间抗病性(field resistance):定量抗病性在田间病害流行过程中易于发现和鉴定株龄专化抗病性(age-specific resistance)或阶段抗病性:植物抗病性表达的株龄和生育阶段也有所不同苗期抗病性(seedling resistance):某些病害的抗病性,在苗期就能表达和进行抗病性鉴定成株抗病性(adult resistance):有些病害,只有在植株充分发育后,抗病性才能表达器官专化抗病性(organ-specific resistance):抗病性在特定的植物器官表达2.2 植物抗病性的类别2.2.4 被动抗病性与主动抗病性被动抗病性(passive resistance, preformed resistance):既存性状所确定的抗病性▪物理因素:植物体表的形态结构、木栓化组织、木质化组织、导管的组织结构特点、花器结构和开花习性等▪化学因素:植物体内的天然抗菌物质、葡聚糖酶、几丁质酶、酶抑制物质、植物根部和叶片的溢泌物质等主动抗病性(active resistance,postinfectional resistance):诱导性状所确定的抗病性▪物理因素:细胞壁组成和结构的改变、细胞壁类似物质的积累、维管束阻塞等▪化学因素:过敏性坏死反应、植物保护素、发病相关蛋白和抗菌蛋白以及植物防御酶的变化等过敏性反应(hypersensitive response):又称过敏性坏死反应(necrotic hypersensitive reaction),指植物对不亲和性病原物侵染表现高度敏感的现象。

相关文档
最新文档