淺談植物防衛(wèi)基因

1、淺談植物防衛(wèi)基因相關(guān)導(dǎo)入抗病基因防衛(wèi)基因抗病品種防衛(wèi)基因在植物與病原互作中, 有大量的基因誘導(dǎo)表達(dá), 它們編碼的蛋白質(zhì)參與植物對病原物的防衛(wèi)反應(yīng), 這類基因稱之為 防衛(wèi)相關(guān)基因 (defense related genes) , 或簡稱為 防衛(wèi)基因 (defense genes)分為：次生物質(zhì)合成基因、 水解酶和病程相關(guān)基因、 細(xì)胞壁修飾有關(guān)基因、清除活性氧的細(xì)胞內(nèi)防衛(wèi)酶系統(tǒng)基因四大類研究方法利用懸浮培養(yǎng)細(xì)胞在激發(fā)子(elicitor) 處理, 絕大多數(shù)細(xì)胞能立即誘導(dǎo)產(chǎn)生多種防衛(wèi)反應(yīng)其它：原位雜交、PCR 、RAPD、RFLP、雙向電泳、 同功酶電泳、mRNA差示顯示法、熒光發(fā)光技術(shù)等現(xiàn)代生化

2、技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)基因誘導(dǎo)不同類型的 病原物 包括真菌、 細(xì)菌、 病毒和類病毒； 不同種類的激發(fā)子和 其他理化因子 , 如機械損傷、乙烯、水楊酸、一些多聚陰離子等都能 誘導(dǎo) 防衛(wèi)基因的表達(dá)能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生植保素的物質(zhì)稱為 激發(fā)子 (elicitor) ，有生物型、非生物型可以對激發(fā)子的作用產(chǎn)生拮抗效應(yīng)的物質(zhì) 稱為 抑制子 ，如一些毒素HC-toxin , T-toxin, Victorin對激發(fā)子有抑制作用激發(fā)子類型從病原菌培養(yǎng)物分離到的 病原分泌物中 的激發(fā)子,有效成分為多糖、寡糖、糖蛋白、小肽等從病原和植物分泌的 水解酶 的激發(fā)子,有效成分為葡聚糖脫乙酰幾丁質(zhì)和寡聚半乳糖醛酸等細(xì)胞膜降解物

3、（花生四烯酸）等 不飽和脂肪酸 也可作為激發(fā)子生物型激發(fā)子: 是指來自病原和植物的誘發(fā)植物各種防衛(wèi)反應(yīng)的信號物質(zhì)非生物型激發(fā)子:一些有機物如水楊酸, 乙烯,脫乙酰幾丁質(zhì), 以及紫外線(UV-R), 機械性損傷等均能引起相關(guān)防衛(wèi)基因的表達(dá) 早期激活病原物侵染激活寄主的防御體系, 最典型的事例有過敏反應(yīng)(hypersensitive response,HR)還有活性氧特異性產(chǎn)生迸發(fā)(oxidative burst) , 防衛(wèi)基因激活, 細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)改變, 植保素(PA) 的生成等這些過程都局限在一定組織范圍內(nèi)過敏反應(yīng)過敏反應(yīng)(HR) ：病原非寄主或病原小種栽培種不親和互作的過程中,寄主對激發(fā)子識別后

4、啟動的早期防衛(wèi)反應(yīng)表現(xiàn)：侵染部位細(xì)胞死亡, 形成壞死斑使病原不易獲得養(yǎng)分；同時進一步誘導(dǎo)周圍細(xì)胞聚集抑制病原生長的物質(zhì), 從而限制了病原的增殖和活動范圍過敏反應(yīng)中細(xì)胞的這種死亡, 不是簡單的由病原造成的細(xì)胞崩潰, 而是一種細(xì)胞主動死亡反應(yīng) 程序性死亡植保素生成植保素的生成可以在遠(yuǎn)離死亡細(xì)胞20個細(xì)胞左右的地方檢測到, 并伴隨有活性氧( O-2 ) 的產(chǎn)生植保素(PA)合成作用于防衛(wèi)基因的啟動, 導(dǎo)致大量植保素在過敏反應(yīng)壞死斑周圍聚集植保素聚集的時間和強度也是決定植物病原間是親和性互作還是非親和性互作的因子表達(dá)時空性從病原入侵到寄主防衛(wèi)基因表達(dá), 呈現(xiàn)明顯的時空性；不同防衛(wèi)基因表達(dá)時間上有差異,

5、 由基因調(diào)控機制不同所致例如：早期的防衛(wèi)反應(yīng)中雖然有相關(guān)防衛(wèi)基因的表達(dá),但并沒有PA產(chǎn)物的形成, 說明PA參與的是下一步的防衛(wèi)反應(yīng); 在防止病原物第二次侵染的戰(zhàn)斗中發(fā)揮作用系統(tǒng)獲得抗病性感染疾病的植物痊愈后, 能明顯抑制對 新的 侵染的感性。這種現(xiàn)象在自然界中普遍存在，稱之為 系統(tǒng)獲得抗病性(systemic acquired resistance, SAR)植物不僅對原先的致病菌有了抗性, 還對包括其他真菌、細(xì)菌和病毒在內(nèi)的病原體具有廣譜抗性SAR的產(chǎn)生也是植物防衛(wèi)信號傳導(dǎo)和防衛(wèi)基因表達(dá)的結(jié)果表達(dá)調(diào)控的分子機制防衛(wèi)基因表達(dá)調(diào)控的一般規(guī)律( 1) 基因序列有特定的功能分化, 分化出各司其職的基本元件順式作用元件( 2) 內(nèi)含子序列可以對基因順式作用元件的功能發(fā)生調(diào)節(jié)( 3 ) 反式作用因子的作用是蛋白質(zhì)對基因轉(zhuǎn)錄的抑制, 與被抑制的基因存在相互的負(fù)調(diào)控關(guān)系（防衛(wèi)基因表達(dá)調(diào)控的分子機制的的認(rèn)識還非常零碎, 難形成整體認(rèn)識，是今后研究的主題）表達(dá)調(diào)控的分子機制防衛(wèi)基因表達(dá)調(diào)控的一般規(guī)律生產(chǎn)應(yīng)用含有抗病基因的品種, 防衛(wèi)基因表達(dá)的防衛(wèi)反應(yīng)在速度上和強度上都比感病品種激烈一些激發(fā)子能誘導(dǎo)植物防衛(wèi)基因的非特異性表達(dá), 產(chǎn)生SAR, 提高植物對廣譜病原的