《植物免疫系统详解》刘晓柱著|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《植物免疫系统详解》

【作　者】刘晓柱著

【页 数】 180

【出版社】 北京：知识产权出版社 , 2018.08

【ISBN号】978-7-5130-5687-8

【价 格】50.00

【分 类】植物学-免疫学

【参考文献】 刘晓柱著. 植物免疫系统详解. 北京：知识产权出版社, 2018.08.

图书封面：

图书目录：

《植物免疫系统详解》内容提要：

本书主要探讨植物甘油激酶基因（NHO1）调控的非寄主抗性机制，聚焦植物细胞内的催化代谢途径，从分子生物学与生物化学角度阐述拟南芥NHO1调控的非寄主抗性生理与分子作用机理以及植物病害类型与机理相关内容，供植物病理学相关研究人员参考。

《植物免疫系统详解》内容试读

第一章绪论

长期以来，植物的病虫害问题一直是制约农业发展的重要因素。每年因病虫害造成的全球作物平均减产达10%左右，造成直接经济损失约300亿美元(Whipps和Davies,2000)。在植物病害最严重时，可能造成局部地区农作物100%的减产。因此，如何有效地防治病虫害是现代生物技术亟待解决的

一项重要课题。

由于病虫害的种类繁多，防治起来存在一定的难度，因此需要根据农作物的种类、时间、季节的特点开展综合防治。包括物理防治、化学防治、生物防治等几方面的措施(Howell,2003)。

物理防治是指利用温度、辐射、声波等一些物理因素来防治病虫害，或者利用害虫的趋化性、趋光性等趋性特点提高农作物的产量或品质。因此，物理防治是一种高效的防治方法，可有效减少农药的使用量，培育绿色、有机、无公害农作物。研究表明，在农业生产中使用银灰色地膜可有效防治蚜虫病，使用铝箔覆盖地面可有效防治西葫芦病毒病，使用银黑双色膜可有效防治萝卜花叶片病（李捷和冯丽芳，2007）。

化学防治是指采用不同类型的有毒化学试剂进行防治病虫害的一类方法。化学防治具有应用方便、快速、效果好等优势，特别是在病虫害爆发成灾时期，使用起来见效较快（王杏林等，2001）。但大量使用化学农药防治病虫害时，不可避免地造成药物残留、病原物抗药性增加以及破坏环境等方面的不良影响，因此在进行化学防治时要尽量降低其负面影响。在进行化学防治时，可采取科学选择农药种类、更换农药品种、把握喷洒周期、控制农药安全间隔时间等几方面的措施，尽量降低其带来的不良影响。

生物防治是指采用对植物有益或无害的生物来防治病原菌生长与繁殖，从而降低病害的发生和发展的一类防治方法(Eljaoual,2008)。生物防治的

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植物免疫系统详解一拟南芥非寄主抗性研究《·

本质是利用生物种间关系、种内关系，调节有害生物种群密度。因此，相比较于化学防治而言，生物防治具有无毒、无害、无污染、高效等优点，既符合绿色食品的生产要求，又可以为农业的可持续发展提供保障。可用于生物防治的菌种有芽孢杆菌、巴氏杆菌、假单胞杆菌等细菌；毛壳菌、拟青霉菌、木霉菌等真菌；链霉菌属放线菌以及其他微生物类群。生物防治机制主要包括：①占据植物上的病原菌侵染位点，可竞争病原菌的各种营养物质，从而达到防治病害的目的：②合成新陈代谢产物抑制病原菌的生长与代谢活动：

③寄生在病原菌上，并从病原菌中获取各种营养物质，从而达到抑制病原菌生长的目的；④诱发植物对病原菌的抗性，增强植物的抗病能力；⑤调控植物微生态环境，促进其生长健壮，从而增强对病害的抵御能力；⑥对病原菌起系统拮抗作用（Massart等，2015)。

使用化学药剂仅能在一定程度上抑制病虫害，大量使用化学药剂造成环境污染，又进一步诱导抗药性病虫害生理小种的产生，所以化学药剂防治措施治标不治本(Frank,2010;McEvoy和Coombs,1999;Weller,1988)。目前，最合理有效的防治病虫害的方法就是培育和种植抗病植物品种。经过植物病理学家和育种学家多年努力，已有十几种作物的抗病基因(Resistancegene)被克隆出来，从而为培育新抗病作物品种奠定了基础(Whipps和

Lumsden,2001;KIee等，1991)。然而，由于病原菌生理小种的高度变异特性，而抗病基因通常仅对病原菌的某个生理小种起作用。因此，转抗病基因的抗病策略并不能在农业生产上长期使用，如何提高农作物抗病的持久性已成为研究植物抗病的热点之一(Wang等，2006；Howell,2003;Raupach和

Kloepper,1998)。

非寄主抗性(non-host resistance)是指植物对大部分病原物产生抗性，对极少数的病原物感病的现象(Thordal-Chistensen,2O03;Mysore和Ryu,2004；于建水，2012；廖甜甜等，2012)。非寄主抗性是物种水平上的抗性，它不是由植物单个专化性的抗性基因决定的，是植物展现出的最普遍的抗性形式，不易随着病原微生物的变异而丧失，因此它比小种水平上基因对基因(gene-for-gene)的抗性更广谱、更稳定、更持久(Jones和Takemoto,2004),在农业上具有重要的应用前景。这类抗性机制的研究已经成为目前植物抗病性研究的重要方向(Ellis,2006)。

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第一章绪论心6口

NHO1(NON HOST RESISTANCE1)是一类非寄主抗性基因，它是以拟南

芥与非寄主病原菌假单胞菌（Pseudomonas syringae pv..phaseolicola),的互作为模式系统，从拟南芥突变体中分离的一个抗非寄主细菌性病原菌的非寄主抗性基因(Lu等，2001)。NHO1基因编码一个甘油激酶，在ATP的参与下催化甘油形成3-磷酸甘油（(glycerol-3-phosphate,G3P)（Kang等，2003；

Kachroo,2009)。G3P是一种活性分子，参与多种生化代谢反应。G3P在辅酶NAD*的参与下，在磷酸甘油脱氢酶作用下生成磷酸二羟丙酮(dhydroxyacetone phosphate,DHAP)(Kawamoto等，1979)。DHAP则参与三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle)(Causeret等，1994)。此外，G3P也是甘油酯生物合成的起始反应物，而甘油酯是细胞膜结构的重要组成部分及植物激素莱莉酸(Jasmonate)生物合成的反应起始物(Kachroo等，2004)。目前，

国内外对甘油激酶NHO1基因所催化的甘油代谢及中间代谢物在非寄主抗性

中的作用研究还处于一片空白。

近年来，从基因表达水平上对非寄主抗性机制的研究表明，细胞内的生物合成、分解代谢等生化代谢反应在非寄主抗性中起着重要的作用。Tratwal等人以拟南芥为材料分别感染非寄主病原菌（Blumeria graminis.sp.hordei,

Bgh)及毒性病原菌(Erysisphe cichoraceearum),，然后比较它们所引起的基因表达差异。结果发现在非寄主病原菌引起的差异表达基因中，绝大部分基因属于光合作用、转录/翻译系统、催化代谢及转运系统，2/3的基因表达被非寄主菌所抑制，并且在这些基因中的绝大部分所编码的产物在光合作用及一般的催化代谢中起作用。这些基因中，有近一半的基因表达蛋白产物被检测

存在于叶绿体中。叶绿体是脂肪酸合成和G3P合成甘油酯的场所。此外，拟

南芥在感染非寄主病原菌Bgh后，其正常生长受到抑制，表明植物在感染病原菌后能够重新分配代谢资源（影响其正常生长）以利于抵抗病原菌的侵入

Navarro等人通过DNA微阵列实验发现，许多基因的表达被毒性假单胞菌

Pst DC3000(Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000)抑制。另一方面，这些

基因的表达又能被非寄主假单胞菌诱导，NHO1基因就属于其中的一个基因。

很多研究表明，细胞内的催化代谢途径及其代谢产物在植物非寄主抗性中起着非常重要的作用。另外非寄主抗性又是一种广谱的植物抗性，在农业中具有重要的应用前景，因此关注细胞内催化代谢过程在植物非寄主抗性，

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植物免疫系统详解—拟南芥非寄主抗性研究《

特别是拟南芥NHO1介导的非寄主抗性作用具有重要的意义。

模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)属于十字花科拟南芥属草本植物，高为7~40cm,基生叶具柄，茎生叶无柄。顶生总状花序，花瓣4片，白色，匙形；线形长角果，花期3~5月。植株小、每代时间短、结子多、生命力强。用拟南芥作为遗传分析研究材料，可大大缩短实验时间，简化实验条件，比玉米、小麦等为植物作实验材料更能节省实验时间和经费。另外，拟南芥属于严格自花授粉植物，基因高度纯合，用理化因素处理后突变率非常高，较易获得各种代谢功能的缺陷型品种。因此，人工诱变后，可在子二代中直接筛选出变异株的纯合子。目前，已知基因组的高等植物中，拟南芥的基因组是最小的，仅为果蝇的1/2(Koornneef,2010)。每个单倍染色体组(n=5)的总长只有80000kb左右，仅为小麦染色体组长的1/80，使得克隆它的相关基因较为容易，因此其基因库的构建、筛选等过程非常简单、快速，同时，还可节省大量的人力、物力。例如，只需16000个大小为20kb外源片段的随机λ克隆，就有99%的概率分离任何1种核基因。

假单胞菌也属于一种模式生物，近年来，微生物基因组计划已完成了对假单胞菌株phaseolicola1448A（Pseudomonas syringae pv.phaseolicola1448A)和Pst DC3000的基因组测序，其核酸资源及基因组注释已成为公共资源(Owen,2011)。同时，假单胞菌与拟南芥的互作成为植物病理学研究中的模式系统。

鉴于非寄主抗性在植物抗病中的重要作用，目前对非寄主抗性机理方面

的机制还了解甚少，因此，本书重点以拟南芥非寄主抗性基因NHO1作为目

标基因，利用分子生物学、生物化学、组织学、植物病理学、遗传学等多学

科技术手段，从气孔、甘油代谢、糖类物质、糖运输载体基因SWEETS以及植

物生理活性分子等几个部分重点介绍拟南芥甘油激酶基因(NHO1)参与调控

的非寄主抗性机制。

参考文献

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···试读结束···