植物免疫学 精华版
植物免疫系统
植物免疫系统
植物作为生物界中的重要成员，也需要有自己的免疫系统去应对各
种外界环境的挑战和病原体的入侵。植物免疫系统是一系列复杂的生
物学过程的集合，能够帮助植物抵御外界的病原体攻击并保持健康生长。
植物免疫系统可以分为两大类，即原生免疫和抗感染免疫。原生免
疫是指植物天生具备的免疫反应，可以快速识别并响应病原体的侵袭。抗感染免疫则是在植物感知到病原体侵入后，通过一系列复杂的信号
传导和生物学过程，激活不同的抗病机制来抵御病原体的入侵。
植物的免疫系统主要依靠两个相互关联的免疫响应来保护植物免受
外界威胁。其中，一种是PTI（PAMP-triggered immunity），也就是病
原相关分子模式（PAMPs）引发的免疫反应。植物细胞表面有一类受
体叫做PAMP受体，当它们感知到病原体的PAMPs时，就会激活一系列信号传导途径，最终引发植物的防御响应。这种免疫响应类似于人
类免疫系统中的炎症反应，它会引发细胞壁加厚、产生抗菌物质等防
御机制。
另一种免疫响应是ETI（Effector-triggered immunity），也就是效应
器诱导的免疫反应。当病原体成功侵入植物细胞内部时，会释放一些
特定的效应器蛋白。植物细胞则通过一种特殊的免疫受体，叫做NB-LRR受体，来检测这些效应器蛋白的存在。一旦植物细胞感知到效应
器蛋白，就会启动一系列复杂的信号传导途径，并逐渐引发免疫反应。
这种免疫反应通常会导致细胞的快速死亡，形成所谓的“超过性病程反应”，从而限制病原体的扩散和侵害。
植物的免疫系统可以说是非常复杂和高效的。它不仅在感知和抵御病原体侵袭方面具有良好的适应性，还能够将不同的免疫响应整合在一起，形成高效的抗病机制。此外，植物的免疫系统还可以与其他生物体相互作用，比如通过共生菌来增强免疫力。
植物的免疫与抗病备课教案
植物的免疫与抗病备课教案
一、课程目标：通过本课的学习，学生将能够理解植物的免疫系统以及其与抗病的关系，掌握植物免疫的基本原理和机制，并能够应用所学知识解决相关问题。
二、教学重点：
1. 植物免疫的定义和基本原理；
2. 植物免疫系统的组成部分；
3. 植物抗病的机制；
4. 应用植物免疫知识解决实际问题。
三、教学难点：
1. 理解植物免疫的基本原理；
2. 掌握植物免疫系统的组成部分；
3. 深入理解植物抗病的机制。
四、教学方法：
1. 课堂讲授：通过口头讲解、示范和演示，向学生传授植物免疫与抗病的相关知识；
2. 互动讨论：引导学生进行讨论和思考，激发学生对植物免疫的兴趣，并培养其解决问题的能力；
3. 实践实验：通过实验操作，让学生亲自体验植物免疫与抗病的过程，巩固所学知识。
五、教学步骤：
1. 导入（5分钟）
通过展示一些受病毒感染的植物照片，引起学生对植物免疫与抗病的思考，并与学生进行互动讨论。
2. 知识讲解（20分钟）
（1）介绍植物免疫的定义和基本原理；
（2）解析植物免疫系统的组成部分；
（3）讲解植物抗病的机制。
3. 讨论与案例分析（15分钟）
通过提问和案例分析，引导学生分析植物在面临病原体侵袭时的免疫反应及其机制。
4. 实验操作（30分钟）
（1）指导学生进行简单的植物抗病实验，如观察病原体感染后的细胞病变情况。
（2）帮助学生记录实验结果，进行数据分析。
5. 知识总结（10分钟）
总结植物的免疫与抗病的重要概念和关键点。
六、教学评估：
通过课堂表现、实验记录及讨论参与度等方式，对学生的学习情况
进行评估。
植物免疫方法
植物免疫方法
植物免疫是指植物通过自身的防御机制来抵御病原体侵入的能力。植物免疫方法包括
由基因调控的生物化学响应和细胞死亡。这两种方式可以使植物在遭受病害攻击时更快地
清除病原体并恢复健康。
植物免疫的主要组成部分是植物对病原体产生的化学信号的反应。这些信号可以激活
植物免疫系统的不同部分，包括非特异性防御和特异性防御。植物的非特异性防御包括壁
材增强、酸性环境、氧化物、蛋白酶抑制剂和酶类等。这些抵御措施可以增加植物细胞壁
的厚度和硬度，同时改变细胞壁的化学成分，破坏病原体的细胞壁结构，从而抵御病原体
的攻击。
特异性防御则包括植物通过感知病原体分泌的信号分子来调节自身的基因表达，从而
增强抵御病原体的能力。例如，当植物感知到病原体分泌的一类叫做“效应子”的信号分
子时，植物细胞会通过激活特定的基因途径来对这种信号作出反应。这些途径包括赤霉素
信号途径、茉莉酸信号途径和油菜素内酯信号途径。这些途径会激活一系列的基因，这些
基因会产生一些具有抑菌和抗病毒活性的蛋白质和其它生物化学物质。这些生物化学物质
具有杀灭病原体和增强植物细胞壁的能力。
植物免疫的另一个重要部分是细胞死亡。当植物细胞感染病原体时，它会发出一系列
的信号，这些信号可以使植物细胞死亡，从而限制病原体的扩散和对植物产生更大的破坏。这种细胞死亡方式被称为程序性细胞死亡。这种细胞死亡方式可以使细胞内产生的生物化
学物质被释放出来，这些物质可以被其它植物细胞利用，从而增强整个植物的免疫力。
植物免疫学
名词
1.生理小种：是病原菌种、变种或专化型内形态特征相同，但生理特性不同的类群，可以通过对寄主品种的致病性，即毒性的差异区分开来。
2.变种：除了寄生专化性差异外形态特征和生理性状也有所不同。
3.专化型：并无形态差异，但对寄主植物的属和种的专化性不同。
4.致病变种：细菌在种下设置致病变种，系以寄主范围和致病性来划分的组群，相当于真菌的专化型。
5.毒素：是植物病原真菌和细菌在代谢过程中产生的小分子非酶类化合物，亦称微生物毒素，能在非常低的浓度范围内干扰植物正常的生理功能，诱发植物产生与微生物侵染相似的症状。
6.定性抗病性：抗病性若用定性指标来衡量和表示，则称为定性抗病性，亦称为质量抗病性。
7.定量抗病性：用定量指标来表示的抗病性称为定量抗病性，亦称数量抗病性。衡量抗病性的定量指标种类很多，如发病率、严重度、病情指数等。
8.病害反应型：即是一种定性指标，它反映了寄主和病原物相互斗争的性质。
9.主动抗病性：诱导性状所确定的抗病性为主动抗病性，是病原物侵染所诱导的。最典型的为过敏性坏死坏死反应。
10.防卫反应：植物主动抗病性反应也称为防卫反应，防卫反应的发生反应了侵染诱导的植物代谢过程的改变。
11.过敏性反应：又称过敏性坏死反应，简称HR反应，指植物对不亲和性病原物侵染表现高度敏感的现象。发生此反应时，侵染点细胞及其邻近细胞迅速死亡，病原物受到遏制。
12.主效基因抗病性：由单个或少数几个主效基因控制被称为单基因抗病性或寡基因抗病性，统称为主效基因抗病性。
13.微效基因抗病性：由多数基因控制，各个基因单独作用微小，这称为多基因抗病性或微效基因抗病性。
《植物免疫学》PPT课件
•植物抗病性的概念 •植物抗病性的类别
第一节 植物抗病性的概念
• 一、常识中的抗病性 • 1、植物健康是常态，生病是异常状态；抗 病是常态，完全感病是异常状态 • 2、抗病性是广义的和相对的 感病性 HS MS Βιβλιοθήκη BaiduR HR IM抗病性 • 3、作物品种的抗感划分是人为的，但都有 相对统一的标准
二、抗病性的进化观
• 2、多元进化论（Vanderplank, 1978）
活体营养（biotrophy）和死体营养 （necrotrophy）是两种并存的现象，各有 其不同的进化来源。在病程中，这两种现 象不是互相排斥的，死体营养可以逐步取 代活体营养。活体营养寄生现象可能源于 互利共生的平衡破坏。
第二节 植物抗病性的类别
• 一、寄主抗病性和非寄主抗病性
• 1、寄主抗病性：病原寄主才有，低抗 中 抗 高抗 免疫 • 2、非寄主抗病性：寄主以外的植物具有， 高抗或免疫
二、基因抗病性和生理抗病性
• 1、基因抗病性或遗传抗病性，是指由种种 基因或基因型决定的抗病性，无此基因或 非此基因型便无此抗性。抗病育种利用这 种抗性。 • 2、生理抗病性是指主要由植株生长中其生 理生化状态制约的抗病性，它们的表现和 作用大小对栽培条件很敏感。 • 3、二者不能对立，只是侧重不同。
六、小种专化抗病性和非小种专化 抗病性
植物免疫学第一章
植物抗逆性的类型
抗病性
植物抵抗病原菌侵 害的能力。
抗寒性
植物在低温条件下 能够正常生长和发 育的能力。
抗旱性
植物在干旱条件下 能够正常生长和发 育的能力。
抗盐性
植物在盐碱条件下 能够正常生长和发 育的能力。
抗虫性
植物抵抗害虫侵害 的能力。
植物抗病性是指植物抵抗病原菌侵染和病害发生的能力。
详细描述
植物抗病性是植物天然存在的一种防御机制，它使植物能够 识别并抵御病原菌的侵染，从而避免或减轻病害的发生。这 种能力是植物长期进化过程中形成的一种适应性特征。
植物抗病性的类型
总结词
植物抗病性可分为非专化性抗病性和专化性抗病性。
详细描述
非专化性抗病性是指植物对多种病原菌都具有的抗病能力，这种能力通常与植物 的过敏性反应有关。专化性抗病性则是指植物对某一特定病原菌的抗病能力，这 种能力通常与植物体内某些抗病基因的表达有关。
植物抗病性的机制
总结词
植物抗病性机制包括物理屏障、化学防御和诱导抗性等。
详细描述
物理屏障是指植物通过角质层、蜡质层等物理结构阻止病原菌侵染。化学防御是指植物产生和释放抗菌物质，如 酚类化合物、硫化物等，以抑制病原菌的生长和繁殖。诱导抗性是指植物在受到病原菌侵染后，通过一系列复杂 的信号转导途径，诱导体内某些基因的表达，从而增强自身的抗病能力。
免疫学
●植物免疫学：研究病原物的致病性及遗传变异规律，植物抗病性的分类，机制，遗传变异规律，病原物与寄主植间相互作用规律及应用方法的科学●抗病性：植物具有克服和减轻病原物致病作用的可遗传性状●在长期的选化中和病原物相互作用，相互适应，各自不断变异而有相互选择，病原物发展出种种形式或程度的致病性，寄主也发展出种形式和程度的抗病性小种专化抗病性（垂直抗病性）：寄主和 病原物之间有特异性，某品种对某小种抵抗但对另一些则不抵抗，这称为垂直抗病性●非小种抗病性（水平抗病性）：寄主和病原物之间特异性，一个品种对所有小种反应一致，达到中抗，称为水平抗病性●致病性：病原物破坏寄主后引起病害的能力●毒性：（毒力）：小种品种水平上的致病力●毒素：是某些病原物的代谢产物之一，它对原生质有急剧破坏作用，常以薇易就能迅速引起损害●植物病原物寄主专化性：植物病原物对寄主植物有一定属种或品种水平上寄主的选择性.。●耐病：虽正常发病但寄主通过其生理补偿而受害较轻，减产较少。●避病：因植株的形态和发育特性而使寄主植物在时间和空间上逃避了与病原物的接触，从而不生病或减轻发病。●毒力下降：一种病原物群体种的对一定抗病品种有毒力的菌株出现的频率，联致病性，毒力频率=有毒力菌株数/总菌株数*100%●毒性变异：病原物小种的一定毒性基因与品种的一定抗病性基因的互作的结果●突变：是病原物某一菌系在毒性方面发生飞跃性质的变异●过敏性坏死反应：指植物对非亲和性病原物侵染表现高度敏感的现象，此时受侵细胞迅速坏死，病原物受到易制或被杀死，封锁的枯死组织中●植保卫素：是植物受到病原物侵染后或受到多种生理的，物理的则激后所产生或织累的一类低分与另抗病性此生代谢产物●秀发抗病性：植物经各种生物预先接种后或受到化学因子物理因子处理后所产生的抗病性●主校基因抗病性：一个或几个基因同时起到抗病性作用●微效基因抗病性：多个基因协作，它在起到抗病性，单个基因不起作用●基因对基因学说：对应于寄主方面的每一个决定抗病性的基因病菌方面也存在一个决定致病性的基因，寄主—寄生物体系中“任何一方的每个基因只有在另一方相对应的基因的作用下才能被鉴定出来●被动抗病性：植物与病原物接触前已具有的性状所决定的抗病性●协同进化：在长期进化中，寄主与病原物相互作用，相互摄影，各自不断变异而又相互选择，病原物发出种种形式致病作用，寄主植物应发生种种形式和程度抗病作用。●基因
农学植保考研知识点总结
农学植保考研知识点总结
一、植保学的基本概念
植物保护学（Plant Protection）是一门以研究植物病虫草害及防治为主要内容的学科。其目的是为了保护农业作物及其他植物资源，维护生态平衡，增加农产品产量及质量。
植保学的主要研究领域包括：
1.病虫害的生物学、生态学和防治学研究
2.农药的研发应用及环境毒理学
3.生物防治技术
4.植物免疫与抗病育种
二、农业昆虫学基础知识
1. 昆虫的形态学特征：头、胸、腹部的特征及功能
2. 昆虫的解剖学特征：口器、呼吸、循环、内分泌、消化、神经、感觉器官等
3. 昆虫的生殖生长发育
4. 昆虫的行为生态学：求偶、交配、产卵、越冬、羽化、活动等
5. 昆虫的分类学：鳞翅目、半翅目、鞘翅目、膜翅目、双翅目、直翅目、膜翅目
三、植物病原学基础知识
1. 病原微生物类型：真菌、细菌、病毒、原核生物
2. 病原菌的生长发育过程：孢子萌发、卵的释放、菌丝扩散等
3. 病原微生物的生活史与生态：引起病害的生长环境、感染植物过程
4. 病原微生物侵染植物机制：侵染酶、毒素的作用
5. 病原微生物的分类、形态学特征、寄主范围
四、植物草害防治基础知识
1. 主要杂草种类及其生物学特征
2. 杂草的生长发育特点、影响农作物的方式
3. 杂草的传播途径及防治方法
4. 杂草防治的化学、生物、物理方法
五、农药学基础知识
1. 农药的分类：杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂
2. 农药的制剂类型：液剂、固体剂、气体剂等
3. 农药的毒理学：对人体、非靶生物的毒性
4. 农药残留与环境污染：农药的降解、迁移及对环境的影响
《植物免疫学》课件
生物信息学
利用计算机科学和统计学方法，对大规模基因组和蛋白 质组数据进行处理和分析，挖掘抗病相关的基因和蛋白 质。
基因编辑与基因转化技术
基因编辑
利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术，对植物的抗病基 因进行定点突变或敲除，研究其对植物抗病性的影响 。
基因转化
将抗病基因通过基因转化技术导入到植物中，培育抗 病性更强的新品种，提高植物的抗病能力。
基因克隆与表达分析技术
基因克隆
通过分子生物学技术，将植物的抗病基因从基因文库或基因组中分离出来，为抗病育种 提供基因资源。
表达分析
利用分子生物学技术，如PCR、基因芯片等，检测抗病基因在植物体内的表达情况，了 解其在抗病过程中的作用。
蛋白质组学与生物信息学技术
蛋白质组学
研究植物在抗病过程中的蛋白质表达谱变化，揭示抗病 的分子机制。
THANK YOU
类型
植物防御机制包括非特异性防御机制和特异性防御机制两类。非特异性防御机制主要包括物理和化学 防御，如木质化、产生抗菌物质等；特异性防御机制主要是通过识别病原体的分子模式，启动针对该 病原体的特异性免疫反应。
特点
植物防御机制的特点是多样性、协同性和进化性。多样性是指植物有多种防御机制，可以针对不同病 原体；协同性是指各种防御机制之间相互协调，共同发挥作用；进化性是指植物的防御机制会随着环 境的变化和进化的压力而不断演化。
植物免疫学-抗原抗体反应
05 抗原抗体反应的过程和机 制
抗原抗体反应的触发和启动
抗原识别
受体激活
植物免疫系统通过特定的受体识别外来抗原， 如病原体相关分子模式（PAMPs）或效应 蛋白。
抗原与受体的结合导致受体构象改变，进而 激活下游信号传导途径。
抗原抗体反应的信号传导和放大
信号传导
激活的受体通过一系列磷酸化级联反应将信 号传递至细胞核，调控基因表达。
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植物抗原的来源和特点
来源
植物抗原主要来源于植物细胞壁中的多糖、蛋白质、脂类等成分，以及植物体内产生的次生代谢产物 。
特点
植物抗原具有多样性、复杂性和种属特异性。它们通常以多糖、蛋白质复合物或脂多糖的形式存在， 分子量较大，结构复杂。此外，植物抗原还具有免疫原性较弱、免疫反应性较强等特点。
植物抗原的识别和结合
抗原抗体反应概述
抗原与抗体的定义
抗原是能够引起免疫反应的物质， 而抗体是由免疫系统产生的能够 特异性识别并结合抗原的蛋白质。
抗原抗体反应的过
程
包括抗原的识别、抗体的产生以 及抗原抗体结合后的效应等阶段， 是植物免疫应答的核心环节。
抗原抗体反应的意
义
在植物免疫学中，抗原抗体反应 不仅揭示了植物与病原体相互作 用的分子机制，还为植物病害的 诊断和防治提供了新的思路和方 法。
植物免疫与病原微生物
植物免疫与病原微生物
植物作为自然界的一部分，经常受到各种病原微生物的侵袭和感染。为了保护自身免受病害的影响，植物进化出了一套完善的免疫系统，
用来抵御病原微生物的攻击。本文将探讨植物免疫与病原微生物的相
互作用以及相关的研究进展。
1. 植物免疫的基本原理
植物的免疫系统包括两个主要分支：PAMP（病原相关分子模式）
识别和效应子介导的抗病反应。PAMP识别是指植物通过识别病原微
生物表面的分子模式来启动防御机制。当植物感知到外来病原微生物
释放出的PAMP时，它会产生一系列的信号转导，最终激活免疫响应。效应子介导的抗病反应是指植物通过合成和释放一系列的效应子来抵
御病原微生物的侵袭，如产生抗菌肽、细胞壁杀菌物质等。
2. 植物免疫系统的快速响应
植物的免疫系统能够迅速响应病原微生物的攻击。在感知到PAMP 后，植物会快速启动免疫反应，并释放一系列的信号分子来招募免疫
细胞。这些免疫细胞会迅速聚集在病害部位，通过吞噬病原微生物或
释放杀菌物质来抑制病害的蔓延。
3. 植物免疫途径的多样性
病原微生物具有多样性，植物也相应地进化出了多样的免疫途径来
应对不同种类的病原微生物。除了PAMP识别和效应子介导的抗病反
应外，植物还发展出了一些特殊的免疫策略，如通过免疫蛋白和激素来增强免疫效应，或者通过调节细胞死亡来限制病害的发展。
4. 研究进展与应用前景
随着对植物免疫机制的深入研究，科学家们已经发现了许多与植物免疫相关的关键基因和信号通路。这些发现不仅有助于我们更好地了解植物免疫系统的工作原理，而且也为研发新型的抗病品种提供了理论指导。
植物免疫学
现象；20世纪30年代，许多学者进行了有性杂交试验，证明小种内、小种
间、专化型间均可通过有性杂交产生新的致病类型。 有关植物免疫机制的学说。 《毒素与抗毒素学说》（Ward,1902） 《酸度学说》（Comes,1910） 《渗透压学说》（Dougal,1910） 《抗体、拟抗体学说》（Kpичеий, 1916)
植物免疫学
PLANT IMMUNOLOGY
WEN Caiyi
PLANT PROTECTION COLLEGE cywen080@hotmail.com
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第一章
绪 论
一、什么是植物免疫学
植物免疫学是研究植物病原物致病性及其遗传和变异规律，植 物抗病性的分类、机制、遗传和变异规律以及病原物与寄主植物之 间相互作用和应用方法的科学。
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七、广谱抗病性（wide-spectrum resistance）和持久抗病性
（durable resistance） S H Ou（1972）在探索水稻抗稻瘟病的水平抗病性时提出的 概念，并认为广谱抗病性即为持久抗病性。现在研究表明，这只是 一种特例。 Johnson R（1975）：某品种大面积生产考验其抗病性仍然
最新研究进展
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四、我国植物免疫学的发展概况
从20世纪30年代才开始这方面的研究。 俞大绂（1928）：小麦品种对杆黑粉病的抗性。 沈其益（1934）：小麦抗杆黑粉病的遗传。 涂 治（1934）：小麦杆锈菌的生理小种。 尹莘芸（1947）：小麦条锈菌的生理小种。 方中达（1944）：小麦叶锈菌的生理小种。 凌 立（1945）：小麦杆锈菌转主寄主的作用。 西北农林大学，李振歧 院士 沈阳农业大学，农业部北方农作物病害免疫重点开放实验室 云南农业大学，朱有勇 中国农业大学，曾士迈 思考题 1、试述植物抗病性的研究和利用在植物病害防治中的作用。
植物免疫学汇总
植物免疫学
第一章绪论
Table of Contents
1.1 抗病性利用与植物病害防治
植物病害是作物生产的最大威胁之一
▪1844—1846年，马铃薯晚疫病流行，造成爱尔兰饥荒
▪1870年，咖啡锈病流行，斯里兰卡的咖啡生产全部毁产
▪1942年，水稻胡麻斑病流行，造成孟加拉饥荒
▪1950年，小麦条锈病大流行，我国损失小麦120亿斤
▪1970年、1971年，玉米小斑病流行，美国玉米遭受重大损失
1.1 抗病性利用与植物病害防治
抗病性利用在植物病害防治中的作用
▪利用抗病性来防治植物病害，是人类最早采用的防治植物病害的方法
▪“综合治理”策略中，抗病性利用是最基本、最重要的措施
▪经济、简便、易行，且不污染环境
1.2 植物免疫学
1.2.1 植物免疫学
植物免疫学（plant immunology）是关于植物抗病性原理和应用的综合学科，以植物与病原物的相互作用为主线，探索植物免疫的本质，合理实行人为干预，以达到有效而持久控制植物病害的目的
植物病理学的一门新兴分支学科
系统研究植物的抗病性的类型、机制和遗传、变异规律及植物抗病性合理利用，使其在植物病害防治中发挥应有的作用
1.2 植物免疫学
1.2.2 植物免疫学的研究内容
①植物抗病性的性质、类型、遗传特点和作用机制
②植物病原物致病性的性质、类型、遗传特点和作用机制
③植物与病原物的识别机制和抗病信号的传递途径
④植物抗病性鉴定技术、抗病种质资源、抗病育种和抗病基因工程
⑤病原物群体毒性演化规律、监测方法和延长品种抗病性持久度的途径和方法
⑥人工诱导植物免疫的原理和方法
植物免疫学
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4、完善与快速发展阶段（20世纪70年代以后）
广度方面：开始应用生态系统观点、群体遗传学观点和系统 工程学研究方法进一步揭示了在不同病原物的致病性和植物抗病 性及其相互关系的规律。提出了综合运用专化性抗性与一般抗性， 稳定病菌群体毒性变异，延长品种使用年限的新策略。 深度方面：开始应用分子生物学、分子遗传学等学科的先进 理论与技术及其有关的现代化手段和设备在细胞、亚细胞和分子 水平上进一步揭示了病原物致病性和品种抗病性及其相互关系的 机制，并且在诱导抗病性研究和运用各种生物技术选育抗病品种 方面取得了一些突破性进展。
四、被动抗病性和主动抗病性
被动抗病性为 preformed character。 主动抗病性又称为 defence reaction
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五、主效基因抗病性（major gene resistance）和微效基因抗 病性（minor gene resistance）
主效基因抗病性：又称 oligogenic resistance,可以是单个基因，
植物先天免疫系统
植物先天免疫系统
植物先天免疫系统是植物古老的防御系统，正是由于这一系统的存在使得能够侵染植
物的病原物只是微生物中很小的一部分，大部分的有害生物则被拒之门外。“免疫”的概
念最初来源于动物学家对脊椎动物的研究，后来植物学家发现植物也和脊椎动物一样存在
一套类似免疫系统。脊椎动物形成了一套复杂的适应性或获得性免疫体系，涉及对特定病
原体的识别和抗体及针对特定抗原的细胞毒性T-细胞。身体的第一道防线，即我们生来就有的防线，是先天免疫功能。这种功能取决于身体中先天已经编好程序的、由树状细胞、
巨噬细胞、自然杀手细胞和抗菌肽等对微生物的识别。植物由于没有哺乳动物的移动防卫
细胞和适应性免疫反应，因此依靠每个细胞的先天免疫力以及从感染点在植物内各处发送
的信号来进行免疫。植物先天免疫系统是病原菌入侵突破了植物第一道防线（植物体的机
械障碍）之后的防御系统。
Jones 和 Dangl（2021）依据当前植物先天免疫系统研究进展提出了一个四阶段的拉
链模式（a four phased ‘zigzag’ model），为认识植物先天免疫系统提供了新的认识。Bent和Mackey（2021）对这个新的四阶段模式进行了更详细的注解（图1）。这个新的模式甚至被大家誉为植物病理学新的“中心法则”，这个重要的模式阐述了植物和病原物相
互作用的进化过程。这个模式中病原物与植物的互作分为四个阶段：第一个阶段，植物模
式识别受体（pattern
recognition receptor, PRRs）识别微生物保守的PAMPs，激活PAMPs分子引发的植物免疫反应（PAMP-triggered immunity, PTI）使得大多数的病原物不能致病；第二个阶段，某些进化的病原物分泌出一些毒性因子，这些毒性因子抑制PTI导致植物产生效应因
植物免疫学课程教学大纲
《植物免疫学》课程教学大纲
课程编号：02013
英文名称：Plant immunology
一．课程说明
植物免疫学是专门研究植物抗病性机制及其利用方法的科学，是植物类专业的一门重要的选修课。
1. 课程类别
专业课程
2. 适应专业及课程性质
植物保护专业、农学专业、园艺专业和草业专业选修
3. 课程目的
通过本课程的学习可以让学生了解植物抗病性原理，系统掌握利用植物抗病性的基本理论与方法，达到科学利用植物抗病性控制植物病害的目的。
4. 学分与学时
学分为1.5.学时为32
5 .建议先修课程
植物学、植物生理学、植物生物化学、遗传学、作物遗传育种学、普通植物病理学和农业植物病理学
6. 推荐教材或参考书目
推荐教材：
（1）植物免疫学（第一版）.李振岐主编.中国农业出版社出版.1995年
（2）植物免疫学实验（第一版）.商鸿生主编.中国农业出版社出版.1994年
参考书目：
（1）植物病理过程的遗传学和分子基础.范德普朗克著（曾士迈等译）.上海科学技术出版社.1982年
（2）植物分子遗传学（第二版）.刘良式.科学出版社.2003年
（3）主要农作物抗病性遗传研究进展.朱立宏.江苏科技出版社.1990年
（4）抗病性的持久性.杨作民等.中国农业大学出版社.1997年
(5)植物生理与分子生物学（第三版）.余叔文等.中国科学出版社.2005年
7. 教学方法与手段
本课程采用课堂教学与实验教学相结合的方法
8. 考核及成绩评定
考核方式：考试
成绩评定：
（1）平时成绩占30%，形式有：实验课，平时测验
（2）考试成绩占70%，形式有：闭卷考试
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利用抗病性来防治植物病害，是人类最早采用防治植物病害的方法。也是最为经济、安全、有效地防病、控病技术。是当今最受欢迎的防病技术
植物免疫学（plant immunology）是一门专门研究植物抗病性及其应用方法的新兴科学。系统研究病原物的致病性及其遗传规律，植物抗病性的分类、抗病机制、遗传和变异规律、病原物与寄主植物之间相互作用及其应用方法
1905年比芬证明小麦抗条锈病符合孟德尔遗传规律。
1917年，Stakman 发现小麦杆锈菌内有生理小种的分化
Flor 1942 “基因对基因假说（gene-for-gene hypothesis），开启了寄主病菌互作及植物抗病机制的研究。
1992年克隆了第一个植物抗病基因，即玉米的Hm1基因。1993年克隆了首个符合基因对基因关系的R基因番茄的Pto基因
植物抗病性是指植物避免、中止或阻滞病原物侵入与扩展，减轻发病和损失程度的一类特性。
抗病性和植物其他性状一样，都是适应性的一种表现，是进化的产物。
协同进化——在长期的进化中，寄主和病原物相互作用，相互适应，各自不断变异而又相互选择，病原物发展出种种形式和程度的致病性，寄主也发展出种种的抗病性，这就叫协同进化
专性寄生物，不杀死寄主，和平共处，寄主植物产生过敏性坏死反应进行抵抗
被动抗病性，指植物受侵染前就具备的、或说是不论或否与病原物遭遇也必然具备的某些既存现状，当受到侵染即其抗病作用。
主动抗病性，指受侵染前并不出现、或不受侵染不会表现出来的遗传潜能，而当受到侵染的激发后才立即产生一系列保卫反应而表现出的抗病性，又叫这种抗病性为保卫反应。
持久抗病性——某品种在小种易变异的地区，多年大面积种植，该品种抗病性始终未变，则这一抗病性为持久抗病性，或极可能为持久抗病性。
在小种—品种水平上的致病力称为毒性
小种间侵袭力的差异是在对品种有毒力的条件下比较的，小种—品种间无特异性相互关系，
为数量性状。
毒素是病原物分泌的一种在很低浓度下能对植物造成病害的非蛋白类次生代谢物质生理小种是种、变种或专化型内在形态上无差异，但对不同品种的致病力不同的生物型或生物型群所组成的群体。
生物型是生理小种内由遗传一致的个体所组成的群体
毒力频率：一种病原物群体中的对某一个抗病品种有毒力的菌株出现的频率。
突变：病原物的毒性突变是病原物某一菌系在毒性方面对原有菌系突然偏离，即在毒性方面发生飞跃性质的变异
类型：
按产生方式分为自发突变（自然条件下发生的）和诱导突变（人工用物理、化学等因素诱发的）；
按产生机制分为基因突变（又称点突变，是病原真菌细菌DNA或病毒RNA分子上基因范围内分子结构的改变，1对或少数几对碱基发生变异）和染色体畸变（染色体畸变是指染色体的某一区段发生缺失、倒位、重复和易位）。
按变异方向分为正向突变和回复突变
准性生殖指一些营养体为菌丝体的单倍性子囊菌如一些霉菌可以不经过减数分裂，在菌丝体细胞内进行细胞核的融合、染色体的交换和重组，进而产生后代的过程
在青枯假单胞菌中，毒性菌株中，毒性菌株产生的胞外多糖多，LPS（胞壁脂多糖）被掩盖，可以逃避寄主的识别，与寄主发生亲和性反应。病菌在寄主组织中大量繁殖后引起病变。
在无毒突变体中，突变菌株产生的胞外多糖少，LPS裸露，被寄主识别，引起寄主的不亲和反应(HR)
无毒基因：与寄主抗病基因互作、其产物与寄主抗病基因产物互补的基因。在植物病原真菌、细菌和病毒中，都发现存在着与寄主植物抗病基因互作的无毒基因病原细菌的hrp基因和dsp基因
他们把这些突变体的表型称之为Hrp表型，而把控制过敏性反应和致病性表型的基因定名为hrp基因，这些突变体则称之为hrp突变体。
只与侵染寄主植物的能力有关，而与诱导非寄主植物发生过敏性反应的能力无关，这一类基因被称之为dsp基因。
许多种植物表皮内侧，在细胞壁与质膜之间，与真菌附着胞和侵入钉相对应的位置上常形成半球形沉积物，称之为乳突（papillae），周围表皮细胞壁形成变色，形成圆形或卵形的区域，称为晕圈（halo）。
维管束阻塞的原因主要是病原物侵染诱导产生了胶质（gum）和侵填体（tylose）。
抗病基因指与病原物无毒基因匹配而启动不亲和互作的基因，也称为识别基因
植物防卫反应基因指植物被病原物侵染后，在病原物激发子诱导下表达防卫反应功能的相关基因，其编码产物直接或间接作用于病原物
抗病品种和感病品种之间，防卫反应基因的作用出现表达时间和表达量的差别
植物保卫素（Phytoalexin）是植物受到病原物侵染后或受到多种生理的、物理的刺激后所产生的或积累的一类低分子量抗菌性次生代谢产物。
DNA分子标记其主要优点是：直接以DNA的形式出现，不受环境影响；多态性比较高；表现为中性标记；不影响目标性状的表达，与不良性状无必然连锁；有许多分子标记为共显性。
主效抗病基因的发掘途径
✓选一个毒性谱宽的生理小种或利用混合小种接种一系列品种（系），筛选表现高抗的品种（系）
✓基因推导对上述筛选到的抗病品种进行基因推导，推导其含有的已知或未知基因。
✓遗传分析用单孢繁殖毒性谱宽的生理小种接种P1、P2、F1、F2和F3群体，观察后代的分离情况验证遗传规律。F3的作用：验证反应型的划分。
染色体定位（非整倍体）和分子标记定位（SSR），找到与抗病基因紧密连锁的分子标记。
✓与已知基因比较：鉴定是否为新的抗病基因（来源、抗性谱和染色体位置等），进行等位性检测。
✓基因命名，小麦基因国际命名委员会命名
◆微效抗病基因的特性
数量性状
田间表现为水平抗性
非小种专化抗性
单个基因效应微小