（生物化学与分子生物学专业论文）海岛棉erf基因的克隆和功能鉴定.pdf

上海交通丈学牌士论文 摘要 海岛棉e r f ( e t h y l e n er e s p o n s i v e e l e m e n tb i n d i n gf a c t o r ) 基因的克隆和功能鉴定 摘要 棉花黄萎病( v e r t i c i l l i u m 、i l t ) 是棉花高产和稳产的主要障碍，大量研究证明 海岛棉( g o s s y p i u mb a r b a d e n s e ) d ? 存在抗黄萎病基因，是研究棉花黄萎病的理想材 料。选育抗病棉花品种是防治棉花黄萎病的有效措施，但采用传统方法选育抗性 品羁的工作由于各种原因进展缓慢。当今抗病分子育种中的热点之一是寻找在防 御信号传导途径中能激活多种防御成分，提供广谱抗病的转录因子。从整个抗病 基因转录调控网络的角度出发，在海岛棉中分离抗病相关的信号传导基因，应用 于抗性育种将具有重大的意义。众多研究证明，乙烯在植物抗病反应中起着重要 作用。植物乙烯信号传导途径中的转录因子e r f ( e t h y l e n er e s p o n s i v ee l e m e n t b i n d i n gf a c t o r ) ，能特异结合很多乙烯诱导表达的病程相关基因( p rp a t h o g e n e s i s r e a t e d ) 启动子中的g c c 盒，调控j p ：r 基因的表达，在植物抗病防御中扮演着重要 知三。为此，我们通过筛选海岛棉( 7 1 2 4 品种) 接种黄萎病菌( v e r t i c i l l i u md a h b a e ) 前f 的根部组织构建的消减杂交文库，克隆到两条海岛棉口西基因，我们希望通 过分析和研究这两条海岛棉e j 听基因在抗病反应中的功能，为抗黄萎病的棉花分 子育种提供有用的候选基因。 这两条海岛棉e r f 基因分别命名为g b e r f l ( g e n b a n ka c c e s s i o na y 5 7 2 4 6 3 ) ；b e r f 2 ( g e n b a n ka c c e s s i o na y 5 7 2 4 6 2 ) 。g b e r f ，基因的c d n a 全长1 3 9 9 b p ， d 一个9 6 0 b p 的开放阅读框，预测其编码分子量为3 6 1 k d a ，有3 1 9 个氨基酸，p 1 4 8 7 的酸性蛋白。通过g e n o m i cw a l k i n g 的方法，在g b e r f l 基因组d n a 的5 端克隆 到一段长度为9 4 7 b p 的启动子序列，分析发现其中存在多种与水杨酸和茉莉酸信 号途径相关的转录因子结合位点。g b e r f 2 基因e d n a 全长l1 4 3 b p ，预测其编码 分子量为2 2 5 k d a ，有1 9 8 个氨基酸，p i9 8 2 的碱性蛋白。g b e r f 2 基因有一个长 度为5 1 5 b p 的内含子，这在日t l 噻因中比较罕见。 e r f 是植物中庞大的a p 2 基因家族的一个亚族，其特征是具有一个高度保守 的a p 2 结构域。g b e r f l 和g b 彤心2 都含有一个与已知e r f 蛋白具有很高相似性的 a p 2 结构域，但这个结构域之外的蛋白序列的差别却很大，( 南e r f l 和g b e r f 2 之间也存在较大的差别。通过对已有棉花基因数据的挖掘，我们在棉花中找到了 上海交通大学博士论文 摘要 2 8 条编码a p 2 蛋白的不完整基因序列，其中9 条序列编码的蛋白具有完整的a p 2 结构域。根据所编码蛋白a p 2 结构域的特征，包括g 6 肼和g 砸：肝 2 在内的这1 1 条棉花a p 2 基因可分为d r e b 和e r f 两个亚族。棉花中的a p 2 基因家族具有与拟南 芥和水稻中a p 2 基因类似的分布，体现了a p 2 家族基因的原始性。 基因表达分析发现，g b e r f l 和g 地r 心基因在海岛棉中都是组成型表达， 但g b e r f 2 基因的表达具有一定的组织特异性。外源乙烯处理和黄萎病菌( 矿 d a h l i a e ) 侵染都能诱导g b e r f l 和g b e r f 2 基因的快速大量表达。水胁迫能抑制 g 6 e 足f 和g 抱r 心基因的表达，但g 6 腓基因表达的下降出现在水胁迫的前3 小时之内，但随后其表达量又恢复到处理前水平；而g 6 e r f 基因表达量的下降 出现在水胁迫1 2 小时之后，随后的表达量没有恢复。高盐、低温、干旱等环境胁 迫因子刺激以及外源脱落酸( a b 鼬的处理都能诱导g b e r f z 基因表达量的明显增 加，但对g 施：陋2 基因的表达没有影响，这表明g 6 职f ，不仅响应广泛的外界胁 迫，而且可能在a b a 和乙烯信号途径的交汇中起着一定的作用。 黄萎病菌侵染能诱导g 6 e r f 和g 6 e 冗融基因的快速大量表达，表明这两个 基因在海岛棉抵御黄萎病的防御反应中具有一定作用。为了进一步研究这两个基 因在抗病方面的功能，我们通过农杆菌介导，把这两个基因分别转入烟草。通过 分析这两个基因的超表达对转基因烟草中乙烯诱导抗病相关基因表达的调控，以 及由此产生的对转基因烟草抗病性的影响，以探讨这两个基因在植物抗病方面的 功能。 转基因烟草分析的结果表明，g b e r f l 和g b e r f 2 基因的超表达剐转基因烟 草中内源乙烯的含量没有影响，不改变转基因烟草的表型，而且转基因烟草t 1 代种子的萌发过程也不会出现乙烯三级效应。我们对1 0 c x 启动子中含有g c c 盒并 且和烟草抗性相关标志的朋基因以及4 条启动子中不含有g c c 盒的乙烯诱导基 因进行的基因表达谱分析发现：和野生型烟草相比，在g 6 e r f ，和g 6 e r 心的超 表达的转基因烟草中，9 务x 启动子中具有g c c 盒的尸j 尺基因的组成型表达发生了不 同程度的增加或减少，并且4 条启动子中没有g c c 盒的乙烯诱导基因的组成型表 达也发生了改变，只有c h n s o 基因在转基因烟草中的表达量没有发生变化。在这 1 3 条表达发生变化的乙烯诱导基因中，有9 条基因的表达变化在g 6 e r f ，和 g b e r f 2 超表达的转基因烟草中是相同，而有4 条基因在两种转基因烟草中表现出 相反的表达变化。通过调控这些乙烯诱导基因的表达，g b e r f l 和g b 既婿2 作为 转录因子，在乙烯信号传导途径中的作用得到了体现。 g b e r f l 的超表达增强了转基因烟草对野火病菌( p s e u d o m o n a ss y r i n g a ep v t a b a c ) 的抗性，而且抗性的增强幅度和g b e r f i 的组成型表达水平有一定的联系。 然而，g b e r f 2 在烟草中的超表达没有增强转基因烟草对野火病菌的抗性，相反 上海交通大学博士论文摘要 却在相同的条件下一定程度上降低了烟草对野火病菌的抗性。我们对转基因烟草 中p r 基因转录水平的变化和烟草抗性之间的联系进行了分析，p 尺3 和c h i l i n c j s e 基 因在g 6 r f 和g 挺：础_ 2 超表达转基因烟草中的表达差异可能是转基因烟草对野 火病菌抗性改变的原因。 g 6 肼矿，和g 6 e r 砣是首次在海岛棉中克隆到的e r f 转录因子基因，它们 在海岛棉中能通过转录水平的变化，参与海岛棉对疾病相关的蒯激的响应；作为 乙烯信号传导途径中的转录因子，它们在烟草中的超表达能调控转基因烟草中乙 烯诱导基因的表达，并通过对p r 基因转录水平的调控影响转基因烟草对病菌的 抗性。特别值得一提的是，g b e r f l 基因的超表达不改变转基因烟草的表型，它 的表达增强转基因烟草的对野火病菌的抗性，在抗病植物分子育种中将具有一定 的实际应用价值。 关键词：海岛棉，黄萎病，e t h y l e n er e s p o n s i v ed e m e n tb i n d i n gf a c t o r ( e r f ) g b e r f l ，g b e r f 2 ，乙烯，转基因，超表达，抗性，转录调控 上海交通大学博士论文 a b s t r a c t i s o l a t i o na n dc h a r a c t e i t i n go fe r f ( e t h y l e n er e s p o n s i v ee l e 砸n t b i n d i n gf a c t o r ) g e n ef r o m g o s s y p i u mb a r b a d e n s e a b s t r a c t v e r t i c i l l i u mw i l td i s e a s e ，i n f e c t e d b y v e r t i c i l l i u md a h l i a e ，i so n eo ft h e m a j o rd i s e a s e sc a u s i n gs i g n i f i c a n ty i e l dl o s s e s o fc o t t o nn u m e r o u ss t u d i e s d e m o n s t r a t et h a tr e s i s t a n c eg e n ea g a i n s te d a h l i a ei n f e c t i o ne x i s t si ns e a i s l a n dc o t t o n ( g o s s y p i u mb a r b a d e n s e ) ae f f e c t i v em e t h o dt oo v e r c o m ev e r t i c i l l i u mw i l td i s e a s ei s b r e e d i n gr e s i s t a n c ev a r i e t yb u td u et os o m er e a s o n s ，t h ee f f o r t st ob r e e dr e s i s t a n c e c r o pb y c o n v e n t i o n a lw a y sa r ef a rw a yf r o m s u c c e s s m e a n w h i l e ，e x p l o i t i n g m a s t e r - s w i t c h d e f e n s es i g n a l i n gp r o t e i n st h a ta c t i v a t em u l t i p l ec o m p o n e n td e f e n s e s t op r o v i d eb r o a d e rs p e c t r u mp a t h o g e nc o n t r o li saf o c u si np r e s e n tg e n e t i cb r e e d i n g f r o mt h ev i e wo ft h ew h o l er e s i s t a n c e g e n e st r a n s c r i p t i o n a lr e g u l a t i o nn e t w o r k ， i s o l a t i n ga n da p p l y i n gt h eg e n e si n v o l v e di nv e r t i c i l l i u mw i l tp a t h o g e n e s i sp r o c e s s s i g n a l i n gw i l lb eo fg r e a ti m p o r t a n c e ，i th a sb e e nw e l ld o c u m e n t e dt h a te t h y l e n ep l a y s a ni m p o r t a n tr o l ei np l a n td e f e n s e t h ee r f s ( e t h y l e n er e s p o n s i v ee l e m e n tb i n d i n g f a c t o r ) a r et r a n s c r i p t i o nf a c t o r si ne t h y l e n es i g n a lp a t h w a y t h e yc a ns p e c i f i c a l l y b i n d i n gt h eg c c b o xp r e s e n t si nt h ep r o m o t e r so fm a n ye t h y l e n e i n d u c i b l ep r ( p a t h o g e n e s i s r e l a t e d ) g e n e sa n dm o d u l a t ep rg e n e st r a n s c r i p t i o nt op a r t i c i p a t ei n p l a n td e f c n s e t h es c r e e nt ot h er o o ts u b t r a c t i v ee d n al i b r a r yo fs e a i s l a n dc o t t o n ， c o n s t r u c t e da f t e ri n o c u l a t i o nw i t had e f o l i a t i n gs t r a i no f 矿d a h f i a e 砌e bl e a d st ot h e d i s c o v e r yo ft w on o v e le r f ( e t h y l e n er e s p o n s i v ee l e m e n tb i n d i n gf a c t o r ) g e n e s w e h o p et h a tt h es t u d yo ft h e s et w og e n e si nt h ep r o c e s so fb i o t i cs t r e s sc o u l dp r o v i d e 上海交通大学阵士论文 a b s t r a c t e f f e c t i v ec a n d i d a t eg e n e sf o rw i l td i s e a s er e s i s t a n c eb r e e d i n g t h e s et w oe r fg e n e sw e r ed e s i g n a t e dg b e r f i ( g e n b a n ka c c e s s i o n ： a y 5 7 2 4 6 3 ) a n dg b e r f 2 ( g e n b a n ka c c e s s i o n ：a y 5 7 2 4 6 2 ) g b e r f le d n ah a sa t o t a ll e n g t ho f13 9 9 b pw i t ha no p e nr e a d i n gf r a m eo f9 6 0 b p ，e n c o d i n gap r e d i c a t e d p o l y p e p t i d eo f3 1 8a m i n oa c i d s w i t ha m o l e c u l a r w e i g h to f3 6l k d aa n dac a l c u l a t e d p ，o f48 7b yg e n o m i cw a l k i n g ，t ot h e5 t e r m i n a lg e n o m i cd n ao fg b e r f i ，a 9 4 7 b pf l a n k i n gs e q u e n c ew a si s o l a t e d ，i n w h i c ht h eb i n d i n gs i t e so fm a n y t r a n s c r i p t i o nf a c t o r si n v o l v e di ns aa n dj as i g n a l i n gp a t h w a yw e r ef o u n d t h e f u l l l e n g t ho fg b e r f 2c d n aw a s11 4 3 b p ，w i t ha no p e nr e a d i n gf r a m eo f5 9 7 b p ， e n c o d i n gap r e d i c a t e dp o l y p e p t i d eo f19 8a m i n oa c i d sw i t ham o l e c u l a rw e i g h to f 2 25 k d aa n dac a l c u l a t e dp io f9 8 2t h eg e n o m i cd n ao fg b e r f 2h a sa515 b p i n t r o n ，w h i c hi sv e r yr a r ei nt h ee r fs u b f a m i l y e r fi sa s u b f a m i l yo ft h ep l a n th u g ea p 2g e n ef a m i l y ，c h a r a c t e r i n gah i g h l y c o n s e r v e da p 2d o m a i n t h ep u t a t i v ep o l y p e p t i d eo fg b e r f la n dg b e r f 2h a v ea n a p 2d o m a i n ，w h i c hs h a r e sh i g hi d e n t i t yw i t ho t h e rr e p o r t e de r fd o m a i n s ，w h i l et h e w h o l en u c l e o t i d ea n da m i n oa c i ds e q u e n c e sh a v el o wh o m o l o g yw i t ho t h e re r f g e n e sf r o mo t h e rp l a n ts p e c i e sb ym e a n so fb i o i n f o r m a t i c sd a t am i n i n go ft h ec o t t o n r a wg o n ed a t a ，2 8f r a g m e n t sw e r ef o u n dt ob ea p 2g o n e ；h o w e v e r , o n l y9o ft h i s2 8 e n c o d eaf u l l l e n g t ha p 2d o m a i n b a s e do nt h es e q u e n c es i m i l a r i t yo ft h ea p 2 d o m a i n ，t h e s e11a p 2g e n e sf r o mc o r o n ，i n c l u d i n gg b e r f ta n dg b e r f 2 ，c a t nb e d i v i d e dt ot w og r o u p ：d r e ba n de r f t h ed i s t r i b u t i o no f a p 2i nc o r o ni ss i m i l a rt o i na r a b i d o p s i sa n dr i c e ， r n ab l o t a n a l y s i s r e v e a l e dt h a tg b e r f la n dg b e r f 2c o n s t i t u t i v e l y e x p r e s s e di ns e a - 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m e d i a t e dt r a n s f o r m a t i o n b ya n a l y s i s t h ee x p r e s s i o np r o f i l eo f e t h y l a n ei n d u c i b l eg e n e sa n dt h ec o n s e q u e n tr e s i s t a n c ec h a n g ei n t h et r a n s g e n i c t o b a c c o sw i t ht h eo v e r e x p r e s s i o no f t h e s et w oe r f g e n e s ，t ou n d e r s t a n dt h ef u n c t i o n s o f t h e s et w og e n e sp l a y e di np l a n td e f e n s e ， t h ea n a l y s i so ft r a n s g e n i ct o b a c c o sr e v e a l e dt h a t o v e r e x p r e s s i o n o f g b e r f ia n dg b e r f 2d i dn o ta f f e c tt h ee n d o g e n o u se t h y l e n ec o n t e n to rc h a n g et h e p h e n o t y p ei nt r a n s g e n i ct o b a c c o ，a n dt h eg e r m i n a t i o no ft 1s e e d sd i dn o ts h o w e t h y l e n et r i p l er e s p o n s e ，t h ee x p r e s s i o np r o f i l ea n a l y s i st o1 0g c c b o xc o n t a i n i n g p rg e n e sa n d4n o ng c c b o xc o n t a i n i n ge t h y l e n ei n d u c i b l eg e n e si nt r a n s g e n i c t o b a c c o ss h o w e dt h a tt h ee x p r e s s i o no f9g c c - b o xc o n t a i n i n gp rg e n e sa n d4n o n g c c b o x c o n t a i n i n gg e n e s w a s c h a n g e d i nb o t hg b e r f ia n dg b e r a w 2 o v e r e x p r e s s i o n t o b a c c o s t h ee x p r e s s i o no fc h n s ow a sn o tc h a n g e di nb o t h t r a n s g e n i ct o b a c c o s a m o n gt h e1 3g e n e sw h o s ee x p r e s s i o nw a sa l t e r e d ，9g e n e s s h o w e ds i m i l a r c h a n g e a n d4s h o w e dr e v e r s ec h a n g e sf u r t h e r m o r e ，t h e o v e r e x p r e s s i c no fg b e r f lg r e a t l ye n h a n c e dt r a n s g e n i c t o b a c c o s r e s i s t a n c et o p s e u d o m o n a ss y r i n g a ep vt a b a c ii n f e c t i o n ，a n dt h ei n c r e a s e dr e s i s t a n c ew a sr e l a t e dt o t h ec o n s t i t u t i v ee x p r e s s i o nl e v e lo fg b e r f li nt r a n s g e n i ct o b a c c oh o w e v e r ，t h e o v e r e x p r e s s i o no fg b e r f 2i nt o b a c c o sd i dn o te n h a n c e d ，t os o m et e n d s ，w e a k e n e d t r a n s g e r d ct o b a c c o s r e s i s t a n c et op s e u d o m o n a ss y r i n g a ep vt a b a c ii n f e c t i o n t h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h et r a n s c r i p t i o na l t e r a t i o na n dr e s i s t a n c ew a sd i s c u s s e d g h e r f la n dg b e r f 2a r et h ef i r s tt w oe r fg e n e si n s e a i s l a n dc o r o n ， t h e i rt r a n s c r i p t i o nc h a n g eu n d e rv a r i o u se n v i r o n m e n ts t r e s s e ss h o w e dt h a tt h e yp l a y r o l e si np l a n tr e s p o n s et oa b i o t i ca n db i o t i cs f f e s s e s t h e yc o u l dd i f f e r e n t i a l l yr e g u l a t e t h ee x p r e s s i o no faw i d ea r r a yo fe t h y l e n e - i n d u c i b l eg e n e s ，a n dt h e ya r ei n v o l v e di n p l a n tr e s i s t a n c et op a t h o g e na t t a c k s i ti sn o t a b l et h a tt h eo v e r e x p r e s s i o no fg b e r f l i nt o b a c c o sd i dn o ta l t e rp l a n tp h e n o t y p ea n de n h a n c e dt r a n s g e n i ct o b a c c o sr e s i s t a n c e t op s e u d o m o n a ss y r i n g a ep vt a b a c i ，w h i c hs u g g e s t sa na p p l i c a t i o no u t l o o ki nc r o p b r e e d i n g k e yw o r d s ：g o s s y p i u mb a r b a d e m e ，v e r t i c i l l i u md a h t i a e , e t h y l e n er e s p o n s i v e e l e m e n t b i n d i n gf a c t o r ( e r r ) ，g b e r f i ，g b e r f 2 ，e t h y l e n e ，t r a n s g e n i c ， o v e r e x p r e s s i o n ，r e s i s t a n c e ，t r a n s c e 【p t i o l lr e g u l a t i o n 上海交通大学学位论文答辩决议书 一 1 。i 二 。 ，= ：= = 二= ：= = 川二= = = = _ = ? 申请者、秦捷所在学科( 专业) 生物化学与分子，上物学 r 一一一一：。 论文题目l 海岛棉e r f 基因的克隆和功能鉴定 答辩日期，2 0 0 5 0 6 1 9 答辩地点 i 担任职务姓名职称 ：主席：卫志明研究员 委员 蔡润教授 委员 委员 委员 上海交通大学徐汇校区 二一二1 r l 。：二l 。 ：? _ ：? 答辩委员会成员 所在工作单位 备泣 签名 冲科院上海植物生理生态研究所 五砺多面浮。 r 一一一。一 张大兵教授 上海交通大学 一 一_ 姚泉洪：研究员。上海市农业科学院 沈大棱霸茇覆亘孑寻f 。 无 ， 无 无 无 无 。评语和决议：、 该论文以抗黄萎病海岛棉为研究材料，通过消减杂交文库筛选，首次 i 从棉花中克隆到两个e r f 基因，并通过生物信息学分析，证明棉花中有a p 2 l 基因家旅，并在此基础上对a p 2 e r f 家族基因的起源和进化进行了分析。对 陋两个基因的表达特性进行分析，并将这两个基因转化烟草，验证了这两个 i 基因的功能。该工作为棉花抗病分子育种提供了有效的候选基因资源，具有 f 重要的理论和实用价值。 该论文实验设计合理，结果可信，写作规范，文句通畅，创新点突出， 作 嚏大，是一篇优秀的博士学位论文。论文答辩过程中，能很好地阐述博士学 i 位论文工作，能正确回答答辩委员的问题，经答辩委员会投票表决，一致同 l 意通过论文答辩，建议授予秦捷同学博士学位。 j ， 。一。一一 ? 。，? 表决结粜 藿议手裴于秀j 瘫同学卞乎尘渤多。、 答辩委员会主蒂卫志明( 签名) 文。5 年占月7f | 上海交通大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名 日期：函。f 年j ：条良 月，甲日 | 上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在一年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密口。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名套捉 日期：c 2 0 。5 年f 月c 罗日 指导教师签名：殇彩吻 日期：加瞬月 l 海交通大学博士论文 第一章文献综述 第一章植物抗病基因的分子生物学研究进展 植物在整个生长期间都会和形形色色的生物体打交道发生多种形式的相互 作用，如和动物的作用，和根系范围内的其它植物和微生物的作用，和拭生物之 间的持续作用，受到多种病原菌的侵染。在这种长期相互作用、相互影响的共进 化过程中，植物逐渐获得了一系列复杂的防御机制来保护自己。这些机制既包 括专一性和非专一性的抗性，组成型或诱导型表达。在植物抵抗病源菌侵染的过 程中，病源和寄主植物间的相互识别及随后诱发的一系列反应是关键的环科烈。 在9 0 年代初期以前，虽然对植物抗病机理和植物抗病性在生产中的应用做了很 多工作，但由于一直没有克隆到植物的抗病基因，所以有关植物抗病分子生物学 研究的进展一直很缓慢 3 j 。随着研究工作的深入，相关的植物抗病基因不断被克 隆，人们对植物寄主一病原菌相互作用的分子机理的认识也在不断的积累和深 入，这些都为抗病基因和植物抗病机制在生产中的应用带来了新的前景1 4 】。本文 主要就近年来在植物抗病基因，植物寄主和病原菌之间的相互作用以及植物抗病 机制等方面做一综述。 1 1 植物抗性研究 植物的病原生物类型很多，如病毒、细菌、真菌、支原体、线虫和昆虫等。 病原的致病和毒性基因受到严格的调控，它们一般是在病原菌侵染寄主或在寄主 体内生长时才表达】。病原菌的致病基因编码一系列侵染植物寄主所必需的产物 口j ，如毒素、降解寄主细胞壁和角质层的酶类、蛋白酶和多聚糖类，或具有能破 坏植物细胞的结构，如真菌的吸器i s , 6 ；而被侵染的植物则采用多种方式来抵御 外来的侵染，如细胞壁的加厚加固m 】、合成植保素( p h ”o a l e x i n ) 和酚类氧化物、 产生植物防卫素g i a n td e f e n s i n s ) 、几丁质酶、蛋白酶抑止剂以及发生过敏反应 ( h y p e r s e n s i t i v er e s p o n s e ，h r ) 等。过敏性反应是一种由局部细胞迅速坏死而导致 的抗病反应，是一种常见的植物的抗病过程。 就植物寄主病原之间的相互作用，f l o r 根据对亚麻抗锈病的研究，在1 9 7 1 年提出基因对基因假说( g e u e f o r - g e n eh y p o t h e s i s ) 【9 】。植物与病原物之间的相互作 用可分为亲和( c o m p a t i b l e ) 和不亲和( i n c o m p a t i b l e ) 两种类型。植物是否具有对某种 病原的特异性抗性取决于它是否具有相应的抗病基因，而病原是否具有对某一种 植物的专致病性则取决于是否具备无毒基i 弼( a v i r u l e n c eg e n e ，舯1 【1 , 3 1 。当病原物 上海交通大学博：上论文 第一章文献综述 带有毒性基因，植物不具有抗病基因时，植物和病原表现亲和的相互作用，植物 不产生抗病反应：当病原物带有无毒基因，植物具有抗病基因时，植物和痫原物 表现不亲和的相互作用，植物表现出抗病作用。只有当具有相应无毒基因的病原 侵染具有相应抗病基因的植物时，才会激发植物产生抗病反应。这个假说构成了 现在克隆病原无毒基因和植物抗病基因的理论依据，如图1 - 1 。 f i g1 - 1g u a r d i n go f p a t h o g e nv i r u l e n c et a r g e t sb yp l a n trp r o t e i n s ( a ) av i r u l e n c et a r g e te x i s t si n as u s c e p t i b l eh o s tp l a n t u p o np a t h o g e ni n f e c t i o n ，t h ea v rf a c t o rb i n d st oi t sc o g n a t ev i r u l e n c e t a r g e tr e s u l t i n gi nm o d i f i c a t i o n st ot h et a r g e t t h e s em o d i f i c a t i o n sl e a dt op a t h o g e nv i r u l e n c ea n d h o s ts u s c e p t i b i l i t y g e n e r a t i n gac o m p a t i b l ei n t e r a c t i o n ( b ) i n c o m p a t i b l ei n t e r a c t i o n sc o n f e n e db y ar e s i s t a n th o s tp l a n tc a na r i s ei nt w ow a y s ：( 1 ) t h er 1p r o t e i nd i r e c t l yr e c o g n i z e st h ea v rf a c t o r i t s e l f t h i ss i t u a t i o ni sn o wc o n s i d e r e dt oo c c r ro n l yr a r e l y ；( 2 ) t h er 2p r o t e i ni sag u a r dp r o t e i n ， r e c o g n i s i n gt h em o d i f i e dp l a n tv i r u l e n c et a r g e tc a u s e db yt h ee a r l i e rb i n d i n go f t h ea v rf a c t o r 图1 - 11 1 0 】：植物抗性蛋白识别病原毒性目标( a ) 亲和相互作用，在病原感染敏感寄主时，a v