浅谈植物防卫基因

1、浅谈植物防卫基因相关导入抗病基因防卫基因抗病品种防卫基因在植物与病原互作中, 有大量的基因诱导表达, 它们编码的蛋白质参与植物对病原物的防卫反应, 这类基因称之为 防卫相关基因 (defense related genes) , 或简称为 防卫基因 (defense genes)分为：次生物质合成基因、 水解酶和病程相关基因、 细胞壁修饰有关基因、清除活性氧的细胞内防卫酶系统基因四大类研究方法利用悬浮培养细胞在激发子(elicitor) 处理, 绝大多数细胞能立即诱导产生多种防卫反应其它：原位杂交、PCR 、RAPD、RFLP、双向电泳、 同功酶电泳、mRNA差示显示法、荧光发光技术等现代生化

2、技术和分子生物学技术基因诱导不同类型的 病原物 包括真菌、 细菌、 病毒和类病毒； 不同种类的激发子和 其他理化因子 , 如机械损伤、乙烯、水杨酸、一些多聚阴离子等都能 诱导 防卫基因的表达能诱导植物产生植保素的物质称为 激发子 (elicitor) ，有生物型、非生物型可以对激发子的作用产生拮抗效应的物质 称为 抑制子 ，如一些毒素HC-toxin , T-toxin, Victorin对激发子有抑制作用激发子类型从病原菌培养物分离到的 病原分泌物中 的激发子,有效成分为多糖、寡糖、糖蛋白、小肽等从病原和植物分泌的 水解酶 的激发子,有效成分为葡聚糖脱乙酰几丁质和寡聚半乳糖醛酸等细胞膜降解物

3、（花生四烯酸）等 不饱和脂肪酸 也可作为激发子生物型激发子: 是指来自病原和植物的诱发植物各种防卫反应的信号物质非生物型激发子:一些有机物如水杨酸, 乙烯,脱乙酰几丁质, 以及紫外线(UV-R), 机械性损伤等均能引起相关防卫基因的表达 早期激活病原物侵染激活寄主的防御体系, 最典型的事例有过敏反应(hypersensitive response,HR)还有活性氧特异性产生迸发(oxidative burst) , 防卫基因激活, 细胞壁结构改变, 植保素(PA) 的生成等这些过程都局限在一定组织范围内过敏反应过敏反应(HR) ：病原非寄主或病原小种栽培种不亲和互作的过程中,寄主对激发子识别后

4、启动的早期防卫反应表现：侵染部位细胞死亡, 形成坏死斑使病原不易获得养分；同时进一步诱导周围细胞聚集抑制病原生长的物质, 从而限制了病原的增殖和活动范围过敏反应中细胞的这种死亡, 不是简单的由病原造成的细胞崩溃, 而是一种细胞主动死亡反应 程序性死亡植保素生成植保素的生成可以在远离死亡细胞20个细胞左右的地方检测到, 并伴随有活性氧( O-2 ) 的产生植保素(PA)合成作用于防卫基因的启动, 导致大量植保素在过敏反应坏死斑周围聚集植保素聚集的时间和强度也是决定植物病原间是亲和性互作还是非亲和性互作的因子表达时空性从病原入侵到寄主防卫基因表达, 呈现明显的时空性；不同防卫基因表达时间上有差异,

5、 由基因调控机制不同所致例如：早期的防卫反应中虽然有相关防卫基因的表达,但并没有PA产物的形成, 说明PA参与的是下一步的防卫反应; 在防止病原物第二次侵染的战斗中发挥作用系统获得抗病性感染疾病的植物痊愈后, 能明显抑制对 新的 侵染的感性。这种现象在自然界中普遍存在，称之为 系统获得抗病性(systemic acquired resistance, SAR)植物不仅对原先的致病菌有了抗性, 还对包括其他真菌、细菌和病毒在内的病原体具有广谱抗性SAR的产生也是植物防卫信号传导和防卫基因表达的结果表达调控的分子机制防卫基因表达调控的一般规律( 1) 基因序列有特定的功能分化, 分化出各司其职的基本元件顺式作用元件( 2) 内含子序列可以对基因顺式作用元件的功能发生调节( 3 ) 反式作用因子的作用是蛋白质对基因转录的抑制, 与被抑制的基因存在相互的负调控关系（防卫基因表达调控的分子机制的的认识还非常零碎, 难形成整体认识，是今后研究的主题）表达调控的分子机制防卫基因表达调控的一般规律生产应用含有抗病基因的品种, 防卫基因表达的防卫反应在速度上和强度上都比感病品种激烈一些激发子能诱导植物防卫基因的非特异性表达, 产生SAR, 提高植物对广谱病原的