分子植物病理学
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◆ 在分子（DNA）水平上通过互补分析和缺失研
究，从个体到群体分析有关基因的作用和功能表现的 调节。
精品课件
4、分子植物病理学的发展（history）
分子植物病理学是植物病理学中最年轻的分支，是在遗 传学、细胞生物学、分子生物学、生物化学和生物物理学等 现代学科发展和影响下逐渐形成的。然而，由于各种病原物 的分类地位及其所从属的学科不同，因此，在各种植物病害 的研究中，运用分子植物病理学观点和方法对其进行研究的 水平是不平衡的。
1957， R.R.Corey﹠M.P.Starr 发现了菜豆黄单胞的转化 作用与其对链霉素抗性和菌落形态变化之间的关系。
1966，日本学者完成精了品水课件稻白叶枯病菌的转化研究。
农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）
1944, 发现农杆菌侵染的植物组织可以在不加激素 的培养基上生长。
★ 植物病毒病害的分子生物学研究
1935，W. M. Stanley 成功分离出TMV结晶，并证明 结晶的大部分组成是protein.
1937,E. C. Borden ﹠N. w. Pirie 报道了 TMV的化学组成，提出该病毒精由品课9件5％protein 和5％RNA组成．
1955～1956，H. Frankel-Conrat 对TMV的蛋白质和 核酸进行了重组研究，为证明核酸作为一种遗传物质的作 用提出了令人信服的证据．
精品课件
3、主要研究方法（main strategy）
◆ 从“里”到“外”：以研究寄主和病原物
的基因为主要对象，阐明寄主－病原物相互作用的有 关基因的结构、表达、调控及其产物功能。
◆ 方 法导向：先以分子克隆的方法鉴定与致病
性有关的基因，然后根据该基因产物及其对生物表型 的影响，确定该基因的类型和作用。
精品课件
5.1 病原菌致病相关基因的研究进展
致病性基因(Pathogenicity genes)是病原均与寄主植 物互作过程中决定对植物致病性的基因。它决定着病原菌 在寄主植物过程中与植物建立寄生关系，破坏寄主植物细 胞正常生理代谢功能以及调控对植物的吸附、侵染、定植 扩展和最终显症等过程。致病基因主要包括毒性基因和无 毒基因,前者决定对植物表现亲和性,即调控病害的发生与 发展;后者决定病原菌小种与含相应抗病基因的寄主植物品 种表现专化性不亲和。
欧氏杆菌(Erwinia spp)
欧氏杆菌与大肠杆菌相近,同时也是重要植物病原 细菌,因此开始分子遗传学研究较早。20世纪70年 代,M.P.Starr实验室进行了欧氏杆菌Hfr菌株的结合遗传学研 究，，利用营养缺陷型标记转移法对其致病基因进行作图,结 果表明,致病基因位于染色体上his和thr两个基因之间.
TMV CP HR RNA
杂合病毒
可被TMV抗体纯化 不能被HR抗体纯化
侵染植物
RNA供体病毒的特征
分离出的病毒颗粒能被HR抗体钝化
1958,Gierer et al,用亚硝酸诱变获得TMV突变株,
使坏死病斑从0.2%增加到15%,进一步说明病毒RNA的突变与
致病功能的关系.
精品课件
★ 植物细菌病害的分子生物学研究
精品课件
自1984年N.T.Keen首次报道从菊欧氏杆菌
(E.Chrysanthemi)中克隆到果胶裂解酶基因后,发表了有关欧氏
杆菌中2个种pel 基因克隆的报道,其中涉及编码5个主要同工酶 的5个pel基因.
假单胞细菌(Pseudomonas.spp.)
茄青枯假单胞(P.solanacearum) 丁香假单胞(P.syringae)
1970，G.Morel et al.发现农杆菌致病菌有两种类 型，其区别在于对两种不常见Arg衍生物章鱼碱 （octopine）和胭脂碱（nopaline）的代谢不同。
1973,J.A.Lippincoot证明，无致病力菌株丧失对上 述两种Arg衍生物的利用能力，因此，农杆菌有3种类型。
细菌利用
type toxic octopi肿ne瘤组no织pa合li成ne octopine opaline
Leabharlann Baidu
5、分子植物病理学研究进展（Review）
Gene for Gene Hypothesis 植物对某种病原菌的特异性抗性取决于它是否具 有抗性基因，即寄主分别含有感病基因（r）和抗病基因 （R），病原分别含有有毒基因（vir）和无毒基因 （avr），只有当具有抗性基因的植物与具有无毒基因的 病原相遇时，才能激发植物的抗病反应，其他情况下二者 表现亲和，即寄主表现感病。
A+ B+ C－
+
－
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+
－ － 精品课件
+－ －+ －－
1974～1978，农杆菌菌株的遗传转化研究。其中， 1977， M.D.Chilton证明农杆菌的Ti质粒上只有一小段DNA与 肿瘤诱发有关系，而且可以从细菌转移到植物细胞；1978， J.Schell 首次以Ti为载体把带有抗生素抗性基因的转座子Tn7 转移到植物细胞中去，开创了以Ti质粒为载体转移外源DNA进 入植物的植物基因工程研究日益兴旺，同时对Ti质粒的精细分 析和与寄主植物互作的研究成为分子植物病理学研究热点.
分子植物病理学
Molecular Plant Pathology
绪论
1、概念（conception）
分子植物病理学是在分子水平上研究并解释植物病理 现象、讨论和解决植物病害防治理论及其途径的科学。
2、研究内容(contents)
应用分子生物学理论和DNA重组技术，研究植物 病害的发生机制，阐明病程中，寄主－病原物相互作用的 分子基础；寄主、病原物与病程相关的基因及其结构、表 达和调控机制。
植物病原细菌中欧氏杆菌归属于肠杆菌科，这类病原菌 的分子遗传研究在20世纪70年代初才开始，较肺炎双球菌的分子遗传学 研究迟了近40年，较DNA双螺旋的发现晚了将近20年。
期。
20世纪50～70年代是植物病原细菌基因操作技术积累的时
1953～1956，D.T. Klein ﹠R. M. Klein 发现根癌土壤 杆菌的基因转化与致病性有关的现象。
大豆斑点病菌(P.s.pv.glycinea) 大豆假单胞 (P.glycinea)
★ 植物真菌病害的分子生物学研究
传统植物病理学中许多重要的理论和学说都是以真菌病害 为模式发展起来的,但在分子病理学方面的进展明显滞后.
1979年M.E.Case在粗糙脉孢霉(Neurospora crassa)和 J.Tilburn在巢曲霉(Aspergil精l品u课s件)遗传转化系统试验相继取得
究，从个体到群体分析有关基因的作用和功能表现的 调节。
精品课件
4、分子植物病理学的发展（history）
分子植物病理学是植物病理学中最年轻的分支，是在遗 传学、细胞生物学、分子生物学、生物化学和生物物理学等 现代学科发展和影响下逐渐形成的。然而，由于各种病原物 的分类地位及其所从属的学科不同，因此，在各种植物病害 的研究中，运用分子植物病理学观点和方法对其进行研究的 水平是不平衡的。
1957， R.R.Corey﹠M.P.Starr 发现了菜豆黄单胞的转化 作用与其对链霉素抗性和菌落形态变化之间的关系。
1966，日本学者完成精了品水课件稻白叶枯病菌的转化研究。
农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）
1944, 发现农杆菌侵染的植物组织可以在不加激素 的培养基上生长。
★ 植物病毒病害的分子生物学研究
1935，W. M. Stanley 成功分离出TMV结晶，并证明 结晶的大部分组成是protein.
1937,E. C. Borden ﹠N. w. Pirie 报道了 TMV的化学组成，提出该病毒精由品课9件5％protein 和5％RNA组成．
1955～1956，H. Frankel-Conrat 对TMV的蛋白质和 核酸进行了重组研究，为证明核酸作为一种遗传物质的作 用提出了令人信服的证据．
精品课件
3、主要研究方法（main strategy）
◆ 从“里”到“外”：以研究寄主和病原物
的基因为主要对象，阐明寄主－病原物相互作用的有 关基因的结构、表达、调控及其产物功能。
◆ 方 法导向：先以分子克隆的方法鉴定与致病
性有关的基因，然后根据该基因产物及其对生物表型 的影响，确定该基因的类型和作用。
精品课件
5.1 病原菌致病相关基因的研究进展
致病性基因(Pathogenicity genes)是病原均与寄主植 物互作过程中决定对植物致病性的基因。它决定着病原菌 在寄主植物过程中与植物建立寄生关系，破坏寄主植物细 胞正常生理代谢功能以及调控对植物的吸附、侵染、定植 扩展和最终显症等过程。致病基因主要包括毒性基因和无 毒基因,前者决定对植物表现亲和性,即调控病害的发生与 发展;后者决定病原菌小种与含相应抗病基因的寄主植物品 种表现专化性不亲和。
欧氏杆菌(Erwinia spp)
欧氏杆菌与大肠杆菌相近,同时也是重要植物病原 细菌,因此开始分子遗传学研究较早。20世纪70年 代,M.P.Starr实验室进行了欧氏杆菌Hfr菌株的结合遗传学研 究，，利用营养缺陷型标记转移法对其致病基因进行作图,结 果表明,致病基因位于染色体上his和thr两个基因之间.
TMV CP HR RNA
杂合病毒
可被TMV抗体纯化 不能被HR抗体纯化
侵染植物
RNA供体病毒的特征
分离出的病毒颗粒能被HR抗体钝化
1958,Gierer et al,用亚硝酸诱变获得TMV突变株,
使坏死病斑从0.2%增加到15%,进一步说明病毒RNA的突变与
致病功能的关系.
精品课件
★ 植物细菌病害的分子生物学研究
精品课件
自1984年N.T.Keen首次报道从菊欧氏杆菌
(E.Chrysanthemi)中克隆到果胶裂解酶基因后,发表了有关欧氏
杆菌中2个种pel 基因克隆的报道,其中涉及编码5个主要同工酶 的5个pel基因.
假单胞细菌(Pseudomonas.spp.)
茄青枯假单胞(P.solanacearum) 丁香假单胞(P.syringae)
1970，G.Morel et al.发现农杆菌致病菌有两种类 型，其区别在于对两种不常见Arg衍生物章鱼碱 （octopine）和胭脂碱（nopaline）的代谢不同。
1973,J.A.Lippincoot证明，无致病力菌株丧失对上 述两种Arg衍生物的利用能力，因此，农杆菌有3种类型。
细菌利用
type toxic octopi肿ne瘤组no织pa合li成ne octopine opaline
Leabharlann Baidu
5、分子植物病理学研究进展（Review）
Gene for Gene Hypothesis 植物对某种病原菌的特异性抗性取决于它是否具 有抗性基因，即寄主分别含有感病基因（r）和抗病基因 （R），病原分别含有有毒基因（vir）和无毒基因 （avr），只有当具有抗性基因的植物与具有无毒基因的 病原相遇时，才能激发植物的抗病反应，其他情况下二者 表现亲和，即寄主表现感病。
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1974～1978，农杆菌菌株的遗传转化研究。其中， 1977， M.D.Chilton证明农杆菌的Ti质粒上只有一小段DNA与 肿瘤诱发有关系，而且可以从细菌转移到植物细胞；1978， J.Schell 首次以Ti为载体把带有抗生素抗性基因的转座子Tn7 转移到植物细胞中去，开创了以Ti质粒为载体转移外源DNA进 入植物的植物基因工程研究日益兴旺，同时对Ti质粒的精细分 析和与寄主植物互作的研究成为分子植物病理学研究热点.
分子植物病理学
Molecular Plant Pathology
绪论
1、概念（conception）
分子植物病理学是在分子水平上研究并解释植物病理 现象、讨论和解决植物病害防治理论及其途径的科学。
2、研究内容(contents)
应用分子生物学理论和DNA重组技术，研究植物 病害的发生机制，阐明病程中，寄主－病原物相互作用的 分子基础；寄主、病原物与病程相关的基因及其结构、表 达和调控机制。
植物病原细菌中欧氏杆菌归属于肠杆菌科，这类病原菌 的分子遗传研究在20世纪70年代初才开始，较肺炎双球菌的分子遗传学 研究迟了近40年，较DNA双螺旋的发现晚了将近20年。
期。
20世纪50～70年代是植物病原细菌基因操作技术积累的时
1953～1956，D.T. Klein ﹠R. M. Klein 发现根癌土壤 杆菌的基因转化与致病性有关的现象。
大豆斑点病菌(P.s.pv.glycinea) 大豆假单胞 (P.glycinea)
★ 植物真菌病害的分子生物学研究
传统植物病理学中许多重要的理论和学说都是以真菌病害 为模式发展起来的,但在分子病理学方面的进展明显滞后.
1979年M.E.Case在粗糙脉孢霉(Neurospora crassa)和 J.Tilburn在巢曲霉(Aspergil精l品u课s件)遗传转化系统试验相继取得