【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 病能力或使病毒失活的蛋白質(zhì)、酶等多種因子 植物防衛(wèi)反應(yīng)基因 —— 植物抗病基因產(chǎn)物與病毒基因產(chǎn)物互作，誘導(dǎo)防衛(wèi)基因表達(dá) 植物抗病基因的克隆、抗病基因產(chǎn)物及其作用方式、植物防衛(wèi)反應(yīng)表達(dá)的調(diào)控等問題是當(dāng)前植物抗病性分子生物學(xué)研究的熱點(diǎn) 植物防衛(wèi)反應(yīng)的激發(fā) 病毒的外殼蛋白 (CP)被認(rèn)為是誘導(dǎo)寄主 HR反應(yīng)的 激發(fā)子 (elicitor) 植物病原細(xì)菌的毒性基因主要有 hrp和 dsp基因 hrp(hypersensitive reaction and pathogenicity gene)—控制在非寄主植物上誘導(dǎo)過敏性反應(yīng)和在寄主植物上決定致病的基因， hrp基因編碼的產(chǎn)物 harpin可誘導(dǎo)非寄主植物產(chǎn)生 HR，也是一類激發(fā)子。 其它的激發(fā)子有：寡糖、多肽、水楊酸、茉莉酮酸等 dsp(disease specific gene)— 只與致病性有關(guān)的基因 五、植物病毒病的防治 病害三角： 消滅侵染來源和傳染介體 改進(jìn)植物品種的抗病及耐病性 對(duì)已得病的作物尋找理化治療方法 Pathogen Environment Host 原 理 （一）、清除傳染來源 種子： 豆科、葫蘆科、菊科等、留健種 繁殖材料： 苗木、接穗、砧木、塊根等 雜草、橋梁寄主 污染病毒的土壤、病殘?bào)w (如 TNV,TMV) （二）、防止病毒傳播 治蟲： 測(cè)報(bào)、大田誘殺、物理避蟲、隔離栽培、調(diào)節(jié)播期、殺蟲劑等 五、植物病毒病的防治 (二 )、防止病毒傳播 預(yù)防接觸傳播： 農(nóng)事操作、工具等 根靠接 (果樹 )、花粉傳播預(yù)防 (三 )、選用脫毒種苗或無病毒種苗 繁殖材料檢驗(yàn)的 索引法 （ indexing) 病毒在植株體內(nèi)的分布和組織培養(yǎng) (四 )、 化學(xué)防治 (五 )、交叉保護(hù)： 弱毒株、 衛(wèi)星 RNA等 (六 )、熱處理 (七 )、 抗病品種 五、植物病毒病的防治 馬鈴薯病毒病防治 優(yōu)點(diǎn)： 一旦相應(yīng)病毒侵入，其衛(wèi)星 RNA就被激活、放大，植物細(xì)胞中只要有低濃度的 RNA轉(zhuǎn)錄就行； 衛(wèi)星 RNA給植物的抗性不會(huì)因?yàn)椴《窘臃N量而克服； 抗性的獲得不產(chǎn)生新的異源蛋白，提高了轉(zhuǎn)基因植物的生物安全性。 缺點(diǎn)： 只有少數(shù)病毒具有衛(wèi)星 RNA，大大限制了其應(yīng)用范圍； 衛(wèi)星 RNA有可能被自然的病毒載體包裝并釋放到環(huán)境中； 有些衛(wèi)星 RNA可能突變?cè)鰪?qiáng)病毒致病力或者和植物 RNA重組，產(chǎn)生難以預(yù)料的病癥，限制該技術(shù)路線的運(yùn)用。 利用病毒衛(wèi)星 RNA使植物抗病毒 返回 選育抗病品種的一般程序 ? 確定選育對(duì)象 ? 品種抗性測(cè)定（與病毒株系分化結(jié)合） ? 根據(jù)本地品種和分離物的研究收集外地品種和病毒的分離物，比較反應(yīng)差異 ? 引進(jìn)該病毒國(guó)外所用的鑒別品種 （四）、化學(xué)防治 化學(xué)物質(zhì)： 金屬鹽類 :ZnSO4 CaCl2 有機(jī)酸類 :類黃酮、水楊酸、清潔劑（ Tw80、 Triton100） 嘌呤嘧啶類： 三嗪類、 8偶氮鳥嘌呤 維生素類： VB2 ；植物激素類：赤霉素、激動(dòng)素 蛋白質(zhì)類 氨基酸類 : 牛奶、原亮氨基酸 天然物質(zhì)： 多糖類 蛋白質(zhì)類 糖蛋白類 蛋白多糖類 返回 抑制病毒侵染、病毒蛋白的合成 分子量在 10000~55000Da 從微生物代謝產(chǎn)物中提取抗病毒抑制劑 六 植物抗病毒基因工程 ? 復(fù)制酶介導(dǎo)的保護(hù)作用 (Replicase Mediated Protection， RPMP) ? 外殼蛋白介導(dǎo)的保護(hù)作用 (Coat Protein Mediated Protection, CPMP) ? 移動(dòng)蛋白介導(dǎo)的保護(hù)作用 (Movement Protein Mediated Protection, MPMP) ? 病毒基因相關(guān)的其它序列介導(dǎo)的抗性 ? 非病毒來源的基因介導(dǎo)的抗性 P315319 (一 )、復(fù)制酶介導(dǎo)的保護(hù)作用 (Replicase Mediated Protection， RPMP) 復(fù)制酶 (RP)是指由病毒編碼的，能特異合成病毒 + RNA、 RNA的 RNA聚合酶 ，其核心功能是合成全長(zhǎng)的病毒基因組 RNA。 ? 1988年 Van Ｄ an等開始嘗試 將病毒的 RP基因轉(zhuǎn)入植物 ，目前 RPMP已在至少 13種病毒 (分屬 10個(gè)植物病毒屬 )中進(jìn)行研究。 1） RP介導(dǎo)的抗性強(qiáng) 若產(chǎn)生抗性，能使轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)生免疫或高抗。 2 ) 持續(xù)時(shí)間長(zhǎng) 一般 RPMP呈現(xiàn)持續(xù)抗性。 六 植物抗病毒基因工程 (一 )、復(fù)制酶介導(dǎo)的保護(hù)作用 (RPMP) 3)作用范圍相對(duì)較窄 RPMP一般對(duì)提供 RP基因的親本病毒株系有抗性，而對(duì)那些與親本株系顯示一定序列差別的同種不同株病毒不表現(xiàn)抗性。 4)可誘導(dǎo)的抗性 組成型表達(dá)的 RP基因介導(dǎo)的抗性絕大多數(shù)是預(yù)先建立的，一旦接種病毒就會(huì)表現(xiàn)。但也有些表現(xiàn)為可誘導(dǎo)的抗性。 5)抗性表現(xiàn)復(fù)雜 表現(xiàn) RPMP的轉(zhuǎn)基因植株的原生質(zhì)體均表現(xiàn)抗性，這種單細(xì)胞水平的抗性說明 RPMP抑制了病毒在宿主細(xì)胞中的 復(fù)制 。有些限制病毒在細(xì)胞間的 移動(dòng) 或通過維管束系統(tǒng) 長(zhǎng)距離遷移 。 六 植物抗病毒基因工程 (一 )、復(fù)制酶介導(dǎo)的保護(hù)作用 (RPMP) ? RPMP的抗性機(jī)理： (推測(cè)的機(jī)理 ) ① 依賴于基因沉默 (gene silencing)的抗性機(jī)制 位置效應(yīng)、轉(zhuǎn)錄水平的基因沉默和轉(zhuǎn)錄后水平的基因沉默 ②蛋白質(zhì)介導(dǎo)的抗性 ： 轉(zhuǎn)基因表達(dá)的 RP干擾了病毒復(fù)制和移動(dòng) ③形成 RNA RNA抑制雙體 ： 轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物和接種的病毒RNA間形成 RNA RNA復(fù)合體，影響了病毒 RNA與各種蛋白間的互作，從而干擾病毒侵染。 ④轉(zhuǎn)基因產(chǎn)物復(fù)制酶作為激發(fā)子引發(fā)宿主的防御系統(tǒng)反應(yīng) 情況可能更復(fù)雜 ， 涉及多種抗性機(jī)理同時(shí)起作用 六 植物抗病毒基因工程 (二 )、 外殼蛋白介導(dǎo)的保護(hù)作用 (Coat Protein Mediated Protection, CPMP) 研究最早、應(yīng)用最多的植物抗病毒基因工程策略 自 1986年成功獲得 TMV CP介導(dǎo)的抗 TMV的煙草，到目前為止，已針對(duì) 10多個(gè)屬 30余種病毒進(jìn)行了 CPMP試驗(yàn)，轉(zhuǎn)基因受體植物多達(dá)十幾種，其中大多數(shù)轉(zhuǎn)入 CP基因的植株對(duì)同源性較高的同屬大多數(shù)病毒有一定程度的抗病性，表現(xiàn)為 癥狀減輕或延遲出現(xiàn) ，或癥狀限于接種葉片 不擴(kuò)展 到新生葉片，病毒含量低或測(cè)不到。 ?局限性： CPMP一般只是推遲發(fā)病 ，抗性主要表現(xiàn)在病毒侵染早期，一旦提高病毒接種量或重復(fù)接種則抗性破壞。 ?目前傾向于把 CPMP與其它抗性基因策略相結(jié)合。 六 植物抗病毒基因工程 (二 )、 外殼蛋白介導(dǎo)的保護(hù)作用 (Coat Protein Mediated Protection, CPMP) ? CPMP機(jī)理： ?以前認(rèn)為是 CP干擾了病毒粒子侵染早期的脫衣殼過程，使其無法暴露出內(nèi)部核酸，進(jìn)而抑制在宿主體內(nèi)的復(fù)制和增殖，故 CPMP對(duì)接種病毒 RNA無效。 ?但越來越多的實(shí)驗(yàn)結(jié)果使情況變得復(fù)雜，發(fā)現(xiàn) CP可以影響病毒通過 胞間連絲 的移動(dòng)，可能參與抑制病毒的長(zhǎng)距離遷移， 抑制病毒復(fù)制 或作為激發(fā)子識(shí)別宿主抗性基因，引發(fā) HR (Hypersensitive Response)。 六 植物抗病毒基因工程 (三 )、 移動(dòng)蛋白介導(dǎo)的保護(hù)作用 (Movement Protein Mediated Protection, MPMP) ? MP由病毒基因編碼，負(fù)責(zé)參與病毒在寄主細(xì)胞之間傳遞和通過植物維管組織長(zhǎng)距離遷移，從而導(dǎo)致寄主整體發(fā)病。 ? 只有當(dāng)轉(zhuǎn)基因植物 表達(dá)的是失去功能的 MP時(shí)，才能顯示出抗性。而當(dāng)轉(zhuǎn)基因表達(dá)有功能的 MP時(shí)，或者對(duì)病毒侵染無影響，或者反而提高植物感病性。 ? 用有運(yùn)動(dòng)缺陷的同源或異源病毒接種這種轉(zhuǎn)基因植物，病毒能恢復(fù)正常的胞間轉(zhuǎn)運(yùn)甚至能在植物內(nèi)長(zhǎng)距離遷移，從而導(dǎo)致 病害加重 。 ? 它突出的優(yōu)點(diǎn)在于 ——廣譜抗性 。 六 植物抗病毒基因工程 (三 )、 移動(dòng)蛋白介導(dǎo)的保護(hù)作用 (Movement Protein Mediated Protection, MPMP) ? MPMP機(jī)理 ?屬于 蛋白質(zhì)水平 介導(dǎo)的抗性 ?轉(zhuǎn)基因表達(dá)的失去功能的 MP與接種病毒的野生型 MP競(jìng)爭(zhēng)胞間連絲上的結(jié)合位點(diǎn) ?許多不同病毒的 MP可能與相同的胞間連絲成分起作用 (廣譜抗性的例子暗示 ) ?也可能涉及病毒編碼的蛋白、病毒基因組和寄主因子間的 相互作用 六 植物抗病毒基因工程 六 植物抗病毒基因工程 (四 )、 病毒基因相關(guān)的其它序列介導(dǎo)的抗性 ? 核酶 ( Ribozyme， Rz)和反義基因 核酶是一種能特異切割 RNA的 RNA，依據(jù)已知的病毒基因組的特定區(qū)域序列設(shè)計(jì) Rz,使它能特異地識(shí)別、切割病