几丁质和flg22诱导的辣椒幼苗先天免疫生理响应特征

【目的】为明确几丁质和鞭毛蛋白衍生肽flg22诱导的辣椒幼苗先天免疫生理响应特征,探讨辣椒先天免疫生理响应与辣椒抗多种病害的关系。【方法】以5个四川本地辣椒品种幼苗为试材,鉴定它们对青枯病和疫病病情指数和抗性水平,采用水培法培育幼苗并进行外源几丁质和flg22处理,检测各品种不同诱导时间下幼苗根系生长、气孔孔径、胼胝质沉积、活性氧(ROS)积累和SOD、CAT活性,以及先天免疫相关基因表达量的变化,综合评价其生理响应及其与抗病性关系。【结果】(1)各品种幼苗青枯病和疫病病情指数以‘川腾10号’最低,抗病性最强,以‘本地条椒’最高,抗病性最弱。(2)外源几丁质和flg22抑制了各品种幼苗根系生长速率,诱导离体叶片气孔闭合,促进叶片细胞壁胼胝质沉积加厚,ROS含量持续增加,SOD和CAT活性不断提高。各品种幼苗先天免疫生理响应指标的平均隶属函数值以‘川腾10号’最高,‘本地条椒’最低,并且平均隶属函数值与疫病、青枯病病情指数均具有显著负相关性。(3)外源flg22和几丁质诱导‘川腾10号’幼苗先天免疫相关基因CaWRKY22、CaMAPK7和ChiIV3显著上调表达。【结论】外源flg22和几丁质可诱导辣椒幼苗先天免疫生理响应,且响应程度强弱在品种间存在差异,依据生理响应指标通过隶属函数可综合评价辣椒品种的抗病水平;‘川腾10号’的平均隶属函数值最高,多抗性水平最好,这与其先天免疫相关基因CaWRKY22、CaMAPK7和ChiIV3的显著上调表达有关。

病原菌诱发的植物先天免疫研究进展

植物生存在复杂多变的环境之中,它们不仅拥有抵御病原菌的天然屏障,如坚硬的细胞壁、质外体的低p H值、分泌的抗菌酶或其它抗菌组分等,而且进化出了精密的先天免疫系统:病原菌相关分子特征(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)诱导的免疫反应(PAMP-triggered immunity,PTI)和效应因子诱导的免疫反应(effector-triggered immunity,ETI)。PTI和ETI,虽然代表的是植物先天免疫的不同层面,但两者密切相关,奠定了植物先天免疫的遗传学基础。本综述描述了植物与病原菌相互作用的共同进化过程,概述了植物先天免疫在病原菌入侵过程中发挥的作用及其分子机制,并阐述了植物病原细菌Ⅲ型分泌系统分泌的大量效应蛋白在调控植物先天免疫中的重要作用。

植物先天性免疫反应中的细胞死亡及其调控

先天性免疫反应是植物应对外来病原微生物侵害的一种主要策略。与动物相比,植物没有特异性的免疫细胞,其被侵染的细胞需通过复杂的监控机制来启动和激活先天性免疫反应,细胞死亡在该反应中发挥着重要作用。动物中的凋亡、自噬和坏死3种细胞死亡类型在植物细胞中均可能存在,且参与调控植物的免疫反应。植物既可利用产生的活性氧(reactive oxygen species,ROS)等物质抑制或杀死病原菌,也可通过程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD)限制病原菌的侵染和扩展。目前,有关植物细胞死亡的作用和调控机制的研究报道还比较紊乱。本文从以下几方面对近年来关于细胞死亡在植物先天性免疫反应中的功能及其调控机制的研究进展进行了概述:1)植物细胞死亡的种类; 2)细胞死亡参与不同层面植物免疫反应的功能; 3) ROS、植物激素和蛋白酶等因子参与调控PCD的功能和机制。同时,对不同细胞死亡信号途径的交叉互作在植物免疫反应中的功能和作用机制提出假说,以期为植物抗病育种提供理论依据。

水稻OsNHO1基因cDNA序列分离及表达分析

OsNHO1是一种甘油激酶,受多种因素的诱导,在植物先天免疫反应中起着重要的作用。笔者采用同源序列法,根据已报道的拟南芥NHO1基因序列结合水稻基因组测序结果,筛选水稻OsNHO1基因,采用RT-PCR获得水稻OsNHO1基因全长cDNA(1 590 bp,529AA),并通过半定量RT-PCR方法分析OsNHO1基因在SA,PXO99刺激下的表达模式,结果显示OsNHO1基因的表达受SA,PXO99的诱导,为进一步研究OsNHO1的具体功能和作用机理奠定了基础。

Advances on the Molecular Mechanism of the Interaction between Ralstonia solanacearum and Hosts

Ralstonia solanacearum is an important model phytopathogenic bacterium that causes bacterial wilt disease on many plant species and leads to serious economic losses. The interactions between R. solanacearum and host plants have become a model system for the study of plants and pathogens interactions. This paper reviews the advances on the molecular mechanisms between R. solanacearum and hosts interaction including the formation of plant innate immunity, the suppression of plant innate immunity by this pathogen and the activation of effector-triggered immunity. Furthermore, we made a prospect on how to utilize the interaction mechanism between R. solanacearum and hosts to control the disease.

农作物抗病虫研究的战略思考

全球的农作物每年因为病虫害导致的产量损失在11%-30%,大量的化学农药被用来控制病虫害的发生和蔓延,不仅污染环境,还严重影响人们的食品安全和身体健康.因此,利用抗病虫基因改良选育作物新品种是控制病虫害发生最经济有效的措施,也是未来我国农业绿色发展的必由之路.近几年,随着现代分子生物学的不断突破,带动了植物免疫与抗病虫研究取得突飞猛进的发展.本文重点围绕植物先天免疫基本框架和重要农作物与病原菌或害虫的互作研究体系,系统梳理了植物免疫受体的鉴定克隆以及信号通路建立、植物抗病与生长发育平衡调控以及农作物抗病虫基因克隆及互作机制研究方面的重要进展,归纳了植物免疫及抗病虫基础理论对作物抗病虫育种的贡献,提出了我国农作物抗病虫研究领域存在的瓶颈问题及解决办法,对未来我国农作物抗病虫研究提出新的发展方向,为适应我国未来农业发展的新趋势,有效开展农作物病虫害的控制奠定坚实的理论基础和分子技术支撑.