第十章 植物对生物和非生物胁迫的反应

1、IntroductionIntroductionIntroduction 胁迫是可以接受和识别的环境信号；植物识别逆境信号后，该信号就在细胞之间和整株植物中传递；逆境信号的传递通常会导致细胞水平上的基因表达发生变化；它又接着影响到整株植物的代谢和发育。u 引起植物缺水的环境条件干旱盐渍低温Drought stress treateduntreatedA variety of sorghum, sensitive to salinity, growing in sand culture and watered with a nutrient solution containing increas

2、ing concentrations of sodium chloride. All the plants have grown for the same length of time.二甲基磺基丙酸甜菜碱胆碱-磺酸松醇 甘露醇脯氨酸n 重要的渗透保护物质：重要的渗透保护物质： 脯氨酸、甘氨酸甜菜碱、脯氨酸、甘氨酸甜菜碱、 甘露醇、甘露醇、 松松 醇醇L-谷氨酸L-鸟氨酸甘氨酸甜菜碱甘氨酸甜菜碱胆碱胆碱n 甘氨酸甜菜碱合成关甘氨酸甜菜碱合成关键酶键酶 胆碱单加氧酶 (Choline monooxygenase, CMO) 甜菜醛脱氢酶 (Betain aldehyde dehydragenas

3、e, BADH)拟南芥拟南芥Na+/H+Na+/H+反向运反向运转蛋白基因转蛋白基因: : AtNHX1 AtNHX1 SOS1 SOS1 (salt overly sensitive) Regulation of Na+ homeostasis by the SOS pathway in ArabidopsisRegulation of Na+ homeostasis by the SOS pathway in Arabidopsis 松叶菊根中MIP基因表达Self-regulation and osmotic stress regulation of ABA biosynthesisSe

4、lf-regulation and osmotic stress regulation of ABA biosynthesis 通过低温训化（通过低温训化（cold acclimation)措施可提高植物的抗寒性。措施可提高植物的抗寒性。植物抗冻机制植物抗冻机制 1）促进细胞外冰的形成，从而阻止细胞质中形成有破坏作 用的冰晶； 2）通过使膜脂不饱和度等增加膜稳定性； 3）抗冻蛋白在质外体中积累，以减缓结冰，延缓细胞脱水。Diagram of the published cDNAs of plant antifreeze proteinsn 很多低温调节基因启动子中包含有DRE,其转录因子为CB

5、F1.DRE（ DEHYDRATION RESPONSIVE ELEMENT)/ C-repeat (CRT) , which has the core sequence CCGAC.CRT-binding factors (CBFs) or DRE-BINDING FACTORS (DREBs)AntioxidantsOxidantsOxidative DamageEnzymatic Defences catalytically remove ROSMetal Sequestration ProteinsLow MW AntioxidantsOther Protective Compound

6、s e.g. HSPs(Repair Processes)VirusFungiBacteriaGeneral elicitorsinfectionInnate immunity粉霉细菌斑斑萎病炭疽病根瘤线虫冠瘿镰刀菌枯萎病番茄花叶病毒吸器附着器孢子吸器马铃薯晚疫病黄单胞菌细菌在寄生阶段一般生活于各种植物器官的细胞间隙，或者 生活在木质部中。许多细菌在致病的某一阶段会分泌毒素、胞外多糖(EPS)或降 解细胞壁的酶。ssRNA 病毒ds DNA病毒 哺乳 植物抗性蛋白 植物 果蝇 动物番茄Pto激酶介导的信号途径模型。Pti转录因子；Avr9肽和Cf9蛋白激活番茄中防御反应方式的3种解释 静止型抵

7、抗 诱发型抵抗（防御反应）直接防御反应 局部防御反应系统防御反应病原体诱发的植病原体诱发的植物防御反应的时物防御反应的时空顺序空顺序大豆根瘤线虫引发HRC.感性品种大麦粉霉真菌萌发孢子引发HR。在UV（310 nm)下显示自发荧光H2O2NO-mediated signal transduction during theresistance responsenahG 转基因烟草，SA被不断除去，TMV在叶片中可以加速增殖Arabidopsis 植物抗毒素葡萄白黎芦醇8. 抑制昆虫消化机抑制昆虫消化机能的蛋白酶抑制剂能的蛋白酶抑制剂 (protease inhibitor，PI)。激活和协调植物防卫反应的信号传导途径示意图激活和协调植物防卫反应的信号传导途径示意图