植物防卫反应
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抵抗维管束病害
PP： perforation plate ： V:Xylem vessel XP:xylem parenchyma cell T: tylosis
纵 剖 面
横 剖 面
病程相关蛋白
系统获得抗性（ 系统获得抗性（SAR)
在最初局部侵染位点以外产生的抗性 在远离初次表现病斑的植株部分积累PR蛋白 在远离初次表现病斑的植株部分积累 蛋白 在受保护的植株中， 木质化 在受保护的植株中，1)木质化 2）含胼胝质的乳突 ）
区分SAR与其它机制的标准： 与其它机制的标准： 区分 与其它机制的标准
1）被诱导的物质对病原物毒性 ） 2）特异的抑制剂能抑制诱导抗性 ） 3）诱导剂的使用和保护出现时间差 ） 4）不存在剂量－反应关系 ）不存在剂量－ 5）非特异性的保护 ） 6）局部和系统保护 ） 7）与植物基因型有关 ）
系统诱导抗性（ 系统诱导抗性（SAR)
抗病性中的后期反应
过敏性反应 植保素 木质化 合成富羟脯氨酸糖蛋白 病程相关蛋白 系统获得抗性 系统诱导抗性
植保素
植物受到病原物侵染后， 植物受到病原物侵染后，在植物体内合成并累积的低分子抗菌化合物
化学成分及分布
31科植物种发现了植保素 科植物种发现了植保素 异黄酮类发现于豆科 倍半萜类存在于茄科
－－－－－－－－－－－－－－
生物合成
三条主要的途径： 三条主要的途径： 莽草酸途径 乙酸－丙二酸途径 乙酸－ 乙酸－甲羟戊酸途径 乙酸－
植保素
毒性和降解
植保素是非特异性杀生物剂 病原物的毒性小种更耐植保素－ 病原物的毒性小种更耐植保素－解毒酶 使植保素亲水性增加，通过氧化、 使植保素亲水性增加，通过氧化、水合和脱甲基化
的第2条条件不满足 与SAR的第 条条件不满足 的第 不产生PR蛋白 不产生 蛋白 不依赖水杨酸的积累
• 局部防卫反应被诱导表达之后，通过系统信号传导 局部防卫反应被诱导表达之后， 可以启动植株其他部位的诱导抗性， 可以启动植株Βιβλιοθήκη Baidu他部位的诱导抗性，包括 系统获得抗性（systemic acquired resistance，SAR） ， ） • 诱导系统抗性（induced systemic resistance，ISR）， ， ），
胼胝质的合成与累积
胼胝质是一种－ ， 葡聚糖 葡聚糖、 胼胝质是一种－1，3葡聚糖、 以乳突的形式合成并累积、 以乳突的形式合成并累积、即 局部细胞壁的并置。 局部细胞壁的并置。 对胼胝质的研究1） 对胼胝质的研究 ）采用抑制 剂处理，2）抗性与应答的关 剂处理， ） 系 2-脱氧－D－葡萄糖抑制胼胝 脱氧－ － 脱氧 质的合成 大麦抗性品种细胞壁变化率高
确定植保素抗病性种的作用
1）受侵染时产生 ） 2）对侵染的病原菌有抑制作用 ） 3）在侵染点周围积累到抑制生长的浓度 ） 4）累积速率变化于植物抗性变化相应 ） 5）对病原敏感度的变化于它的毒性变化相对应 ）
木质化
在细胞壁、 在细胞壁、胞间层和细胞质等不同部位产生和积累 木质素的过程。 木质素的过程。
植物保卫素 凝胶葡聚糖(24~168hr) 凝胶葡聚糖 酚化合物渗入24~168hr 酚化合物渗入 捕获胞子(0hr) 捕获胞子 胼胝质沉积(8~48hr) 胼胝质沉积
维管束组织和周 围细胞变化时间 和空间模式
侵填体 tylose 与导管相邻的 薄壁细胞通过 纹孔膜在导管 腔内形成的膨 大球状体。 大球状体。
木栓化
木栓质在细胞壁微原纤维间积累， 木栓质在细胞壁微原纤维间积累，常伴随植物细 胞重新分裂和保护组织形成。 胞重新分裂和保护组织形成。
富羟脯氨酸糖蛋白
植物细胞壁的重要组分 包括伸展蛋白、阿拉伯－半乳糖蛋白、富脯氨酸 羟 包括伸展蛋白、阿拉伯－半乳糖蛋白、富脯氨酸/羟 脯氨酸糖蛋白和茄科植物凝集素 组成性表达，但也受伤口和侵染诱导 组成性表达， 尖孢镰刀菌侵染番茄，其根部有 尖孢镰刀菌侵染番茄，其根部有HRGP的累积 的累积 在烟草、 在烟草、菜豆过敏性死亡细胞周围的活细胞种累积 抗性机制是为木质素在乳突中积累提供模板
植物防卫反应的激活
抗病性中的早期反应
氧爆发
超氧负离子
NADPH氧化酶在合成超氧负离子中起作用 氧化酶在合成超氧负离子中起作用 与细胞壁结合的过氧化物酶（菜豆、豌豆、 与细胞壁结合的过氧化物酶（菜豆、豌豆、豇豆)
双氧水
超氧负例子或过氧羟基经过歧化作用产生
氧爆发的基本模式
I微弱爆发 微弱爆发——亲和性与非亲和性 微弱爆发 亲和性与非亲和性 II更强、持续时间更长的氧爆发——非亲和性互作 更强、持续时间更长的氧爆发 更强 非亲和性互作
SAR由病原物诱导， 由病原物诱导， 由病原物诱导 可以激活整个植株 抗性， 抗性，与动物的免 疫机制相似， 疫机制相似，提供 对多种病原物广谱 的抗性。 的抗性。
ISR是由促根生长 是由促根生长 的根系微生物诱导 相似， 的，与SAR相似， 相似 也能提供广谱的抗 性。
植物被动抗性和主动抗性机制
细胞壁蛋白质的交联
大豆或菜豆悬浮细胞中p33和p100，在激发子或双氧 和 大豆或菜豆悬浮细胞中 ， 水的作用下变得不可溶， 水的作用下变得不可溶，细胞壁也很难被酶解 丁香假单胞菌烟草致病变种引起的烟草非亲和反应中 也观察到蛋白质的不溶解 伸展蛋白（ 也是一种交联蛋白， 伸展蛋白（extensin)也是一种交联蛋白，酵母激发子 也是一种交联蛋白 能引起番茄悬浮细胞细胞壁伸展蛋白的交联 马铃薯悬浮细胞中有单体和交联形式的的两种可溶性 HRGP存在，马铃薯伸展蛋白过氧化物酶和双氧水处 存在， 存在 理后单体可以转变成交联体
超氧负例子和双氧水都具有抗菌活性
NO
活性氧的浓度不足以引起过敏性反应 NO在脊椎动物中与活性氧一起通过巨噬细胞杀死细 在脊椎动物中与活性氧一起通过巨噬细胞杀死细 菌和肿瘤细胞 NO与活性氧一起在植物过敏性反应中起作用 与活性氧一起在植物过敏性反应中起作用 大豆悬浮细胞中HR的有效诱导需要 与活性氧的平 大豆悬浮细胞中 的有效诱导需要NO与活性氧的平 的有效诱导需要 衡 NO合成酶抑制剂能阻断拟南芥与丁香假单胞菌斑点 合成酶抑制剂能阻断拟南芥与丁香假单胞菌斑点 致病变种的非亲和互作 烟草花叶病毒侵染烟草， 合成酶活性在抗性品种 烟草花叶病毒侵染烟草，NO合成酶活性在抗性品种 中升高，这种升高可能参与了PR1基因的诱导 中升高，这种升高可能参与了 基因的诱导
PP： perforation plate ： V:Xylem vessel XP:xylem parenchyma cell T: tylosis
纵 剖 面
横 剖 面
病程相关蛋白
系统获得抗性（ 系统获得抗性（SAR)
在最初局部侵染位点以外产生的抗性 在远离初次表现病斑的植株部分积累PR蛋白 在远离初次表现病斑的植株部分积累 蛋白 在受保护的植株中， 木质化 在受保护的植株中，1)木质化 2）含胼胝质的乳突 ）
区分SAR与其它机制的标准： 与其它机制的标准： 区分 与其它机制的标准
1）被诱导的物质对病原物毒性 ） 2）特异的抑制剂能抑制诱导抗性 ） 3）诱导剂的使用和保护出现时间差 ） 4）不存在剂量－反应关系 ）不存在剂量－ 5）非特异性的保护 ） 6）局部和系统保护 ） 7）与植物基因型有关 ）
系统诱导抗性（ 系统诱导抗性（SAR)
抗病性中的后期反应
过敏性反应 植保素 木质化 合成富羟脯氨酸糖蛋白 病程相关蛋白 系统获得抗性 系统诱导抗性
植保素
植物受到病原物侵染后， 植物受到病原物侵染后，在植物体内合成并累积的低分子抗菌化合物
化学成分及分布
31科植物种发现了植保素 科植物种发现了植保素 异黄酮类发现于豆科 倍半萜类存在于茄科
－－－－－－－－－－－－－－
生物合成
三条主要的途径： 三条主要的途径： 莽草酸途径 乙酸－丙二酸途径 乙酸－ 乙酸－甲羟戊酸途径 乙酸－
植保素
毒性和降解
植保素是非特异性杀生物剂 病原物的毒性小种更耐植保素－ 病原物的毒性小种更耐植保素－解毒酶 使植保素亲水性增加，通过氧化、 使植保素亲水性增加，通过氧化、水合和脱甲基化
的第2条条件不满足 与SAR的第 条条件不满足 的第 不产生PR蛋白 不产生 蛋白 不依赖水杨酸的积累
• 局部防卫反应被诱导表达之后，通过系统信号传导 局部防卫反应被诱导表达之后， 可以启动植株其他部位的诱导抗性， 可以启动植株Βιβλιοθήκη Baidu他部位的诱导抗性，包括 系统获得抗性（systemic acquired resistance，SAR） ， ） • 诱导系统抗性（induced systemic resistance，ISR）， ， ），
胼胝质的合成与累积
胼胝质是一种－ ， 葡聚糖 葡聚糖、 胼胝质是一种－1，3葡聚糖、 以乳突的形式合成并累积、 以乳突的形式合成并累积、即 局部细胞壁的并置。 局部细胞壁的并置。 对胼胝质的研究1） 对胼胝质的研究 ）采用抑制 剂处理，2）抗性与应答的关 剂处理， ） 系 2-脱氧－D－葡萄糖抑制胼胝 脱氧－ － 脱氧 质的合成 大麦抗性品种细胞壁变化率高
确定植保素抗病性种的作用
1）受侵染时产生 ） 2）对侵染的病原菌有抑制作用 ） 3）在侵染点周围积累到抑制生长的浓度 ） 4）累积速率变化于植物抗性变化相应 ） 5）对病原敏感度的变化于它的毒性变化相对应 ）
木质化
在细胞壁、 在细胞壁、胞间层和细胞质等不同部位产生和积累 木质素的过程。 木质素的过程。
植物保卫素 凝胶葡聚糖(24~168hr) 凝胶葡聚糖 酚化合物渗入24~168hr 酚化合物渗入 捕获胞子(0hr) 捕获胞子 胼胝质沉积(8~48hr) 胼胝质沉积
维管束组织和周 围细胞变化时间 和空间模式
侵填体 tylose 与导管相邻的 薄壁细胞通过 纹孔膜在导管 腔内形成的膨 大球状体。 大球状体。
木栓化
木栓质在细胞壁微原纤维间积累， 木栓质在细胞壁微原纤维间积累，常伴随植物细 胞重新分裂和保护组织形成。 胞重新分裂和保护组织形成。
富羟脯氨酸糖蛋白
植物细胞壁的重要组分 包括伸展蛋白、阿拉伯－半乳糖蛋白、富脯氨酸 羟 包括伸展蛋白、阿拉伯－半乳糖蛋白、富脯氨酸/羟 脯氨酸糖蛋白和茄科植物凝集素 组成性表达，但也受伤口和侵染诱导 组成性表达， 尖孢镰刀菌侵染番茄，其根部有 尖孢镰刀菌侵染番茄，其根部有HRGP的累积 的累积 在烟草、 在烟草、菜豆过敏性死亡细胞周围的活细胞种累积 抗性机制是为木质素在乳突中积累提供模板
植物防卫反应的激活
抗病性中的早期反应
氧爆发
超氧负离子
NADPH氧化酶在合成超氧负离子中起作用 氧化酶在合成超氧负离子中起作用 与细胞壁结合的过氧化物酶（菜豆、豌豆、 与细胞壁结合的过氧化物酶（菜豆、豌豆、豇豆)
双氧水
超氧负例子或过氧羟基经过歧化作用产生
氧爆发的基本模式
I微弱爆发 微弱爆发——亲和性与非亲和性 微弱爆发 亲和性与非亲和性 II更强、持续时间更长的氧爆发——非亲和性互作 更强、持续时间更长的氧爆发 更强 非亲和性互作
SAR由病原物诱导， 由病原物诱导， 由病原物诱导 可以激活整个植株 抗性， 抗性，与动物的免 疫机制相似， 疫机制相似，提供 对多种病原物广谱 的抗性。 的抗性。
ISR是由促根生长 是由促根生长 的根系微生物诱导 相似， 的，与SAR相似， 相似 也能提供广谱的抗 性。
植物被动抗性和主动抗性机制
细胞壁蛋白质的交联
大豆或菜豆悬浮细胞中p33和p100，在激发子或双氧 和 大豆或菜豆悬浮细胞中 ， 水的作用下变得不可溶， 水的作用下变得不可溶，细胞壁也很难被酶解 丁香假单胞菌烟草致病变种引起的烟草非亲和反应中 也观察到蛋白质的不溶解 伸展蛋白（ 也是一种交联蛋白， 伸展蛋白（extensin)也是一种交联蛋白，酵母激发子 也是一种交联蛋白 能引起番茄悬浮细胞细胞壁伸展蛋白的交联 马铃薯悬浮细胞中有单体和交联形式的的两种可溶性 HRGP存在，马铃薯伸展蛋白过氧化物酶和双氧水处 存在， 存在 理后单体可以转变成交联体
超氧负例子和双氧水都具有抗菌活性
NO
活性氧的浓度不足以引起过敏性反应 NO在脊椎动物中与活性氧一起通过巨噬细胞杀死细 在脊椎动物中与活性氧一起通过巨噬细胞杀死细 菌和肿瘤细胞 NO与活性氧一起在植物过敏性反应中起作用 与活性氧一起在植物过敏性反应中起作用 大豆悬浮细胞中HR的有效诱导需要 与活性氧的平 大豆悬浮细胞中 的有效诱导需要NO与活性氧的平 的有效诱导需要 衡 NO合成酶抑制剂能阻断拟南芥与丁香假单胞菌斑点 合成酶抑制剂能阻断拟南芥与丁香假单胞菌斑点 致病变种的非亲和互作 烟草花叶病毒侵染烟草， 合成酶活性在抗性品种 烟草花叶病毒侵染烟草，NO合成酶活性在抗性品种 中升高，这种升高可能参与了PR1基因的诱导 中升高，这种升高可能参与了 基因的诱导