免疫答案.doc

一、1、何为抗源中心学说？列举至少3个实例说明之答：抗源中心学说即作物起源中心学说，由前苏联植物学家和农学家.瓦维洛夫提出，根据地球上栽培植物种类分布的不平衡性，将种类异常丰富、存在着大量变异的几个地区命名为作物起源中心。瓦维洛夫认为，作物起源中心有两个主要特征：基因的多样性和显性基因频率高，故又可名为基因中心或多样化变异中心。目前发展为12个起源中心为大基因中心即：中国日本中心;东南亚洲中心；澳大利亚中心;印度中心；中亚细亚中心；西亚细亚中心；地中海中心；非洲中心；欧洲西伯利亚中心；南美中心；中美和墨西哥中心;北美中心。荷兰的A.C.泽文又称这些中心为多样化变异区域，大基因中心或多样化变异区域都包括作物的原生起源地点和次生起源地点。有的中心虽以国家命名，但其范围并非以国界而是以起源作物多样化类型的分布区域为依据。实例：水稻抗病原始材料一般来自中国西南部、印度等 抗晚疫病的马铃薯抗源主要来自墨西哥中部 非洲稻的起源地可能在尼日尔河的泛滥盆地，扩散栽培区域仅西达塞内加尔及几内亚海岸、东至乍得湖这一范围，别处即无栽培一、2、植物对某种病原菌的特异性抗病性取决于它是否具有抗病基因，而同时病原菌专一性致病性取决于它是否具有毒性基因。即寄主植物分别含有抗病基因R和感病基因r，病原物分别含有无毒基因A和毒性基因a，只有当含有相应抗病基因的植物与含有相应无毒基因的病原物相遇时，才能激发植物的抗病反应，其他情况两者结表现为亲和反应即寄主感病 植物病原RrA抗感a感感一、3、为什么耐病品种和水平抗病品种在控制病害流行方面与抗病品种具有同等重要意义？答：耐病就是，受到病原物侵染后，虽正常发病，但寄主植物通过其生理补偿而受害较轻、减产较少。水平抗病性，是数量性状，决定着种种强弱程度的抗病能力，但不因小钟和品系而异。耐病品种和水平抗性品种的优越点在于：、一般抗病品种是针对垂直抗病性而言，即抗病品种只是高抗某一个病原小种，而对于其他小种则是高感，一旦寄主植物的针对这种优势病原小种的抗病基因丢失，则会导致大面积发病，产量严重受到影响。但是，耐病品种和水平抗病品种不会存在这种状况，它们不会因为丢失一种抗病基因而失去抗病性。虽然现在同一品种大面积种植，抗病品种对于生产很重要，但是，耐病品种和水平抗性品种也具有同等重要的意义。、在长期的自然选择中，抗病基因会随着病原基因的变异而退化，因此抗病性会逐渐减弱，但是耐病品种和水平抗性品种则不会退化，它们通过生理和数量性状来控制病害流行，不会退化，因此，耐病品种和水平抗性品种和抗性品种具有同等意义。、现在农药造成的环境污染和残留给人们的生活和健康造成威胁。选择耐病品种和水平抗性品种，可以减少农药的使用。一、4、何为品种的水平抗性和垂直抗性？为什么通过分析病原小种群体的动态可以预测品种抗性表现？垂 直抗病性(vertical resistance) 垂直抗病性又称小种特异性抗病性或专化性抗性，即寄主品种对病原菌某个或少数生理小种免疫或高抗，而对另一些生理小种则高度感染。如果将具有这类抗病性的品种对某一病原菌不同生理小种的抗性反应绘成柱形图时，可以看到各柱顶端的高低相差悬殊，所以称为垂直抗病性。水平抗病性(horizontal resistance) 又称非小种特异性抗病性和非专化性抗性，即寄主的某个品种对所有小种的反应是一致的，对病原菌的不同小种没有特异反应或专化反应。若把具有这类抗性的品种对某一病原菌不同小种的抗性反应绘成柱形图时，各柱顶端几乎在同一水平线上，所以称水平抗性。对于病原小钟而言，群体遗传结构的变化是在寄生生活中实现的，寄主的抗病性遗传结构决定着它的变化速度。一个小种落到某一品种上，能否侵染和侵染后繁殖程度（倍数、数量）如何，决定于品种抗性、小种致病性和环境条件。当有多个品种小种组合居于同一环境条件时，不同组合间侵染和繁殖程度的差异决定于品种抗性和小种致病性。寄生适合度就是这种由抗病性和致病性共同决定的该小种的侵染和繁殖能力。因此，通过分析抗原小种的群体的动态可以预测品种的抗性表现。一、5、在垂直抗性基因和毒性基因的相互关系上，人们发现了一个极有趣的规律。对应于寄主的每一个垂直抗性基因，病原物方面存在或迟早会发现一个相对应的毒性基因，它能克服其对手抗病基因而使之感病，任何一方的基因只有在对方的对手基因作用下才能鉴定出来。这就是基因对基因学说毒性基因乃是能克服寄主方面对手(或对应的)抗病基因使之再无抗病作用的基因，呈现一把钥匙开一把锁的对应关系。四种组合中感病基因无毒性基因、感病基因毒性基因和抗病基因毒性基因都将导致感病的后果，只有抗病基因无毒性基因这一组合才能导致抗病。 所谓感病基因就是缺乏识别受体的基因型。并不是说携带这种基因就会导致感染这种疾病，而是相对与他的等位基因来说，他是缺乏识别这种疾病病原体的能力的，所以相对与抗病基因来说他就是感病基因。另外，生物本身具有一定的广谱的抗病能力，比如巨噬细胞一类的免疫细胞，是无差别攻击不携带自身免疫抗原的一切外来物质的，这也就是说即使携带感病基因也不是说就100%感病的。而是特异性的，对于携带某种疾病的抗病基因的个体来说，对这种疾病易感一、6、以穿孔病的形成过程为例来说明穿孔病的形成正是植物抗病机制作用的结果。植物在与病原物长期的共同演化过程中，针对病原物的多种致病手段，发展了复杂的抗病机制。植物的抗病机制是多因素的，有先天具有的被动抗病性因素，也有病原物侵染引发的主动抗病性因素。按照抗病因素的性质则可划分为形态的、机能的和组织结构的抗病因素，即物理抗病性因素(physical defense)，以及生理的和生物化学的因素，即化学抗病性因素(chemical defence)。穿孔病主要为害叶片，初在叶上近叶脉处产生淡褐色水渍状小斑点，病斑周围有水渍状黄色晕坏。最后病健交界处产生裂纹，也就是离层，形成边缘不整齐穿孔。离层就是植物主动抗病性的物理因素引起的。离层（abscission layer）即脱落层，将受病部位与健康组织隔断，阻止了物质的运输和病菌的扩散，受病组织逐渐的皱缩、死亡，随同病原菌一起脱落，从而达到减少病原物的传播的目的。核果类树木的叶片受病原菌危害后易形成离层来对抗穿孔病菌。一、7、简述品种的遗传多样性在控制病害流行中的重要作用稳定化选择 stabilizing selection 把趋于极端的变异类型淘汰而保留中间类型的个体，使生物类型具有相对的稳定性的选择方式。人们引用一个抗病基因来育成新品种，病原物对新遗传环境的适应也就开始了，而如果病原物群体通过突变成为有毒性的，或通过增加群体中原有毒性基因频率的办法，使自己适应新的品种，那就会导向毒性的定向选择，而抗病品种中只有抗原病物，无其他抗病基因，使病原物的大量积累，毒性小种（或基因）频率上升，最终原基因导致病害的大流行。稳定化选择又叫自发平衡(homeostasis)，意指在病原物同一位点上对无毒性基因的选择优先于毒性基因，是定向选择的反面。病原物在获得一个新的毒性基因时，必然在遗传上进行改造，其侵袭力（或适合度）往往下降，在感病品种上，毒性小种往往竞争不过无毒性小种。而稳定化选择不利于毒性，使之频率下降。稳定化选择就是应用了遗传多样性（遗传多样性主要是指生物种内基因的变化，包括种内显著不同的种群之间以及同一种群内的遗传变异），使抗病品种能够稳定的遗传下去，而不易产生毒性小钟的抗病性，使病害大流行一、8/没答案一、9、你如何看待转基因抗病品种的前景 基因技术及其它所带来的产品是把双刃剑。 传统的育种方式时间长，有的育性不稳定，有的纯度不高，有的污染环境等，对植物进行精确改造得到的转基因抗病品种，取得了传统、常规育种技术难以达到的效果，极尽可能的满足人们生产实际中的需要，减少了常规药剂的使用，省时省力省心，并且对环境更加安全，能够使种植者获得很大利益，又有力于现代农业持续发展深受人们欢迎。但转基因抗病品种有不能回避的对人类健康和环境安全等方面存在潜在的危险性。如基因植物可能成为杂草；基因植物产生了自然界原来没有的外来品种，其某些形状的优势，可能对其它植物构成威胁，若干年后对农业生态系统可能造成负面影响；转基因植物可能含有过敏原的蛋白基因，生产出含有过敏原的食物；转基因植物产品及其代谢产物的毒性，尤其是蛋白酶抑制剂以其广谱抗性；基因植物的基因向人和动物胃肠道微生物转移，使胃肠道微生物产生新的抗性，引起肠道菌落失调而致病等。尽管转基因抗病植物还存在着很多需要我们继续探究的问题，随着对转基因抗病品种从实验室研究到商品化生产进行全程安全性评价和监控管理，建立转基因作物安全性评估中心（基地）和相关的技术体系，为转基因作物安全性研究提供科学依据等措施的实施和各种技术环节的不断完善，我认为转基因抗病品种的发展前景还是一片光明的。二、1、方法一、抗性检验：植物抗性从致病机理上可分为：抗侵入、抗定殖、抗扩展。鉴别一个抗病品种抗性的方法可以采用：去生长旺盛且均匀一致的抗病品种植株，分为两组，在植株不同部位取三点，第一组处理组直接将病原物涂抹于植株表面三个点上，第二组处理组将病原物人为接种到植株上三点，每个处理重复三次，并同时分别选用不具有抗病性的品种的生长旺盛的植株做同样处理作为对照组。若对照组均严重发病，而第一个处理组植株未发病，第二个处理组严重发病，则可判断该品种抗性为抗侵入；若对照组均严重发病，而两组处理均不发病则，则该品种抗性为抗定殖；若两组均发病，且病斑仅在接种点或涂抹的局部，并未大面积发病，则该抗病品种抗性为抗扩展。方法二、将该品种作物分区种植（若干区）用若干种品种（与小区数目相同）接种该作物，每个小种接种一个小区作物，观察一段时间（各小区环境条件相同，适宜病菌生长）。观察结果，若某一小种不能引起该作物病变而其余小种都能引起作物病变，则该品种为垂直抗性。若大部分病菌都不引起该作物病变，则该品种为水平抗性。二、2、方法一：免疫学方法原理是利用抗原抗体的体外特异性结合检测植物病毒。主要包括沉淀反应、凝聚反应、酶联免疫吸附试验(ELISA)、免疫电镜(IEM)、放射免疫测定(RIA)、PCR(聚合酶莲式反应)法等。沉淀反应将可溶性抗原与相应的抗体混合，当两者的比例合适，并有盐类存在时，即有沉淀物出现，叫做沉淀反应。由于沉淀物主要是由抗体球蛋白所组成，为了保证有足够的抗体，因此试验时通常要稀释抗原，不稀释抗体。凝聚反应在微生物细胞悬液中，加入含有特异性抗体的血清，有一定浓度的电解质，微生物细胞凝聚成团，叫做凝聚反应。分为直接凝聚反应与间接凝聚反应。由于病毒是可溶性抗原，必须把病毒的抗体先吸附于一种与免疫无关的颗粒表面，然后与相应的抗原结合反应。用于吸附抗体的颗粒有皂土、乳胶、炭末、红细胞等。酶联免疫吸附试验(Enzyme linked Immunosorbentassay，简称ELISA)将酶标记物同抗原抗体复合物的免疫反应与酶的催化放大作用相结合,既保持了酶催化反应的敏感性,又保持了抗原抗体反应的特异性,因而极大的提高了灵敏度;同时它又是一种非均相分析过程,即在反应中的每一步之后都有洗涤过程,从而排除了未反应物质的干扰。自1976年Voller和Clark等首次将ELISA应用于植物病毒检测,已形成多种测试方法。常用的方法有有细胞直接法、细胞间接法、竞争法、酶抗酶法、双夹心法(Doublesandwich method)、双抗体夹心法(Double antibody sandwichmethod)测定方式(侯义龙,2000)。这种方法的灵敏度高(可测出1-10纳克/毫升的浓度)，特异性强，操作简便，已广泛应用于病毒测定和诊断(盛树力，1978;马德芳等,1981)。免疫电镜(IEM)是用电镜检测抗体特异性结合于抗原的技术。Anderson等(1961)和Lafferty与Oertelis(1961)发展了这一方法。其灵敏度高于ELISA。放射免疫测定(RIA)在抗原抗体反应体系中，当同位素标记抗原(Ag*)与有限量的抗体相互作用时，形成有标记抗原的复合物(Ag*Ab)。二、3、方法一：假如从一种病害的特征性发病组织中分离出一种病原特有的蛋白质,该如何设计实验证明该蛋白质与病原致病性的关系?答:首先,做一个预实验,以清水为对照,大概确定该蛋白质开始使该组织发病的浓度，和接种的量，检查时间间隔，病级，重复次数等。然后，根据预实验得到的浓度和接种量再设置一系列的浓度，由低到高，接种到该组织上，并设置重复，以清水为对照，在无菌条件下接种，并在无菌条件下裴培养。每间隔x个小时检查一次组织的发病情况，统计数据，计算出病情指数。最后对数据进行统计分析，确定该蛋白质与病原致病性的关系。方法二：采用转座子诱变的方法获得病原菌胞外蛋白外输基因缺失突变菌并克隆了相应的基因，采用茎部毛细管滴注法在植物茎部接蛋白基因缺失的突变菌和正常野生菌相同条件下培养一段时间观察植株的生长状况。二、4、如何设计试验证明植物叶片的茸毛密度与植物抗蚜虫病毒病的能力正相关方法一：以辣椒为例做无毛植株、少茸毛植株和有茸毛植株隔离放置接种试验。取无茸毛辣椒植株、少茸毛辣椒植株和多茸毛植株各30株，在辣椒有56片真叶时定植于营养钵内，到810片真叶时接种蚜虫，每株接5头成虫，将无茸毛辣椒植株、少茸毛辣椒植株和多茸毛植株分别放置室内，隔离5m，34d植株上开始出现较多蚜虫时统计蚜虫数，每4d统计一次，计算蚜虫的繁殖率。方法二：人没做三、1、ELISA的原理及在植物保护上的应用方法一：原理：1酶联免疫吸附试验是一种固相免疫测定技术，其先将抗体或抗原包被到某种固相载体表面，并保持其免疫活性。测定时，将待检样本和酶标抗原或抗体按不同步骤与固相载体表面吸附的抗体或抗原发生反应，后加入酶标抗体与免疫复合物结合，用洗涤的方法分离抗原抗体复合物和游离的未结合成分，最后加入酶反应底物，根据底物被酶催化产生的颜色及其吸光度(A)值的大小进行定性或定量分析的方法。应用：1. 酶联免疫吸附试验检测水稻条纹叶枯病介体昆虫带毒率。2.酶联免疫吸附法(ELISA)检测豆类种传病毒的研究3. 用酶联免疫吸附试验法检测印楝愈伤组织中的印楝素含量4. 用酶联免疫吸附试验法检测蔬菜中的农药残留5. 酶联免疫吸附试验法在检测小麦矮腥黑穗上的应用。方法二：人没做三、2、简述PCR（聚合酶链式反应）的原理，及其在植物免疫学中的主要用途PCR的原理：聚合酶链式反应（PCR）是一种规则性体外增值DNA或者RNA片段的方法，即通过试管中进行的DNA复制反应使少量的基因组DNA或RNA样品中的特定基因片段在短短几小时内扩增上百万倍。其反应原理与细胞内的DNA复制相似，也是一个重复地进行DNA模板解链、引物与模板DNA结合、DNA聚合酶催化形成新的DNA链的过程，这些过程都是通过控制反应体系的温度来实现的。但PCR的反应体系要简单的多，主要包括DNA靶序列、与DNA靶序列单链3末端互补的合成引物、4种dNTP、耐热DNA聚合酶以及合适的缓冲液体系。PCR包含三步反应，即变性，退火和延伸。在植物免疫学中主要用途：1免疫PCR(ImmunoPCR)该技术将血清学中抗原抗体反应，与聚合酶链反应特异扩增一段DNA分子的技术结合起来，用一段具体的DNA分子标记抗体，应用此抗体去检测抗原，PCR扩增此段DNA分子，电泳定性，根据此段DNA分子是否存在，来显示抗原是否存在。其一般程序如下：在酶联板内包被捕获抗原的抗体，加入待检测抗体，温育后充分洗涤，PCR扩增粘附在抗体/抗原复合物上的DNA分子，电泳显示结果。是一种高灵敏度的PCR技术，这种办法最大的优势是用免疫学方法对目标抗原进行富集，大大提高目标抗原的榆测灵敏度，是检测微量病原最准确、最有效的方法之一。同时，由于只有目标检测体才可以和包被在PCR管上的专一抗体相结合，所以这种方法事实上是对病原进行了免疫学、PCR两种方法的检测，使得结果更加准确可靠。2 PCR-免疫层析（PCRICT）快速筛选转基因产品的技术。利用转基因植物通常含有的CaMV35S启动子作为转基因成分的筛查标记，根据其序列设计特异性引物和探针，分剐用生物素和地高辛标记，用胶体金免疫层析技术检测并鉴定PCR产物。即PCRICT方法通过DNA杂交和金标显色来同时检测、鉴定PCR产物，可以简便、快速地筛查转基因产品。3免疫亲和色谱技术(IAC)一种将免疫反应与色谱分析相结合的分析方法，它是把抗体固定在适当的支持物上利用抗体与抗原或半抗原可逆的生物专一性相互作用来净化富集分析物。该技术的关键是选择合适的支持物、合适的抗体和合适的淋洗缓冲液。它具有高度的选择性4免疫捕捉反转录-PCR(IC-RT-PCR)技术免疫捕捉反转录PCR(IC-RTPCR)检测技术是免疫学技术与RTPCR技术相结合建立起来的检测技术。在进行RT-PCR扩增反应前，利用病毒专化性抗体与病毒抗原相结合的原理，将目标病毒固定在微管或微板等固相上，经洗脱处理后富集病毒，再进行RTPCR反应这样不仅避免了常规RT-PCR的RNA样品制备的损失和破坏，而且捕捉RNA的效率达96%以上。5 PCR-ELISA将 PCR 和 EL ISA 两种技术结合在一起，用于转基因植物检测方法：首先, 将寡核苷酸作为固相引物共价交联在PCR 管壁上, 并在 T aq 酶作用下, 以目标核酸为模板进行扩增, 扩增产物经洗涤后大部分交联在管壁上为固相产物, 洗涤液中也游离有一小部分扩增产物为液相产物。然后, 将固相产物用于EL ISA 检测: 以适当比例和用生物素或地高辛标记的探针进行杂交, 再加入碱性磷酸酯酶标记的抗生物素或抗地高辛抗体, 最后加入底物溶液显色, 通过酶标仪读数测定。液相产物可通过凝胶电泳进行检测, 也可进行杂交检测。也有在PCR 扩增过程中加入地高辛, 使扩增的目的DNA 产物被地高辛标记; 然后, 产物以适当比例和特异杂交探针(此探针用生物素标记)混合, 加入预包被链霉亲和素的酶联板, 温育后再加入酶标记的抗地高辛抗体, 最后加入底物溶液显色三、3、测定或推导植物抗病基因的传统方法是什么？现代生物学的方法又有哪些？（1）、本世纪50年代由Flor所提出的“基因对基因学说”(geneforgene theory)该学说认为对应于寄主方面的每一个决定抗病性的基因，病原物方面也存在一个决定致病性的基因。反之，对应于病原物方面的每一个决定致病性的基因，寄主方面也存在一个决定抗病性的基因。