植物免疫学汇总
植物免疫学研究植物的天然及特异性免疫机制的学科
植物免疫学研究植物的天然及特异性免疫机制的学科[植物免疫学研究植物的天然及特异性免疫机制的学科]植物免疫学是研究植物对抗病原微生物的天然及特异性免疫机制的学科。
在进化过程中，植物逐渐形成了一套复杂而高效的免疫系统，以保护自身免遭病原微生物的侵袭。
在本文中，将介绍植物免疫学的研究内容、重点及未来的发展方向。
一、植物免疫学的研究内容植物免疫学的研究内容主要包括以下几个方面：1. 植物的天然免疫机制：植物通过一系列的非特异性防御反应来对抗病原微生物的侵袭。
这些反应包括激活植物的免疫信号传导通路、产生抗菌物质以及细胞壁增强等。
天然免疫机制是植物最早防御病原微生物侵袭的反应之一。
2. 植物的特异性免疫机制：当植物遭受特定的病原微生物侵袭时，会启动特异性免疫机制以进行针对性的防御。
这些机制主要包括植物病原识别受体的识别、信号转导、基因表达调控以及产生免疫蛋白等。
特异性免疫机制是植物对付多样化病原微生物的有效手段之一。
3. 植物与病原微生物的相互作用：研究植物与病原微生物之间的相互作用是植物免疫学研究的重要内容之一。
通过研究植物与不同病原微生物之间的相互作用过程，可以揭示病原微生物侵染植物的机制，从而为植物病害的防治提供理论依据。
二、植物免疫学的研究重点植物免疫学的研究重点主要包括以下几个方面：1. 病原微生物的识别和克服：研究病原微生物侵染植物的识别机制，探究植物免疫系统对抗病原微生物的克服策略。
这对于增强植物的抗病能力具有重要意义。
2. 免疫信号传导的调控机制：研究植物免疫信号传导通路的调控机制，揭示免疫信号的传递过程和关键分子参与。
这有助于深入理解植物的免疫反应机制。
3. 植物-病原微生物共进化的机制：研究植物与病原微生物之间的共进化过程，探讨植物免疫系统与病原微生物之间的相互作用模式。
这对于揭示植物免疫系统的进化原理具有重要指导意义。
三、植物免疫学的未来发展方向植物免疫学作为一门前沿学科，仍面临着许多令人关注的问题，需要进一步深入研究。
植物免疫学第一章
02
植物免疫系统概述
植物免疫系统的组成
抗病基因
植物抗病基因是植物免疫系统的重要 组成部分，它们编码了能够识别病原 微生物并启动抗病反应的抗病蛋白。
天然免疫受体
信号转导分子
信号转导分子在植物免疫系统中起着 传递信号的作用，它们能够将病原微 生物的信号传递给植物细胞内部的免 疫反应元件。
天然免疫受体是植物细胞表面的受体， 能够识别病原微生物的分子模式，触 发免疫反应。
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。
04
植物抗虫性
植物抗虫性的定义
植物抗虫性是指植物在受到昆虫侵害 时，能够通过一系列生理生化反应来 抵抗昆虫的侵害，保护自身不受伤害 的能力。
植物抗虫性是一种自然的防御机制， 是植物长期适应环境的结果。
植物抗虫性的类型
01
02
03
抗生性
植物通过产生某些化学物 质，如生物碱、酚类化合 物等，抑制昆虫的生长和 发育。
植物免疫系统的功能
抗病性
植物免疫系统的主要功能是抗病 性，即抵抗病原微生物的侵染和 扩展，保护植物不受病害的侵害。
系统性获得抗性
系统性获得抗性是指植物在受到 病原微生物侵染后，能够产生一 种持久的抗性，对同种或相似病 原微生物的再次侵染具有抵抗力。
植物免疫学
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。
14.幽灵效应：被病原菌克服的主效基因对定量抗病性有所贡献，但并不能用以完全说明定量抗病性，主效基因抗病性这种作用被称为残余效应或幽灵效应。
15.小种专化抗病性：农作物品种的抗病性可能仅仅对某个或某几个小种有效，而不能抵抗其他小种，这种抗病性类型是小种专化性抗病性。
植物免疫的基础知识
植物免疫的基础知识植物免疫是指植物对病原微生物的防御反应，与动物免疫不同，植物没有免疫细胞，完全依靠生物化学反应来对抗病原体。
植物免疫主要分为两类：基因组免疫和细胞免疫。
基因组免疫基因组免疫指植物基因组通过改变植物表型来提高对病原体的抗性。
植物基因组中有许多基因编码相关的酶和蛋白质，调控植物的代谢和信息传递。
这些基因在植物免疫中起到重要作用。
例如，有些基因编码的酶可以合成抗生素和抗菌素，有些基因编码的受体可以感知病原体，并启动防御反应。
此外，植物基因组还编码了具有免疫保护作用的蛋白质。
例如，一些编码抗菌肽或酶的基因能够杀死或降解病原体，而且这些蛋白质对不同类型的病原体具有广谱抗性。
细胞免疫细胞免疫指植物细胞通过调节基因表达和释放信号分子来对抗病原体。
植物细胞能够感知病原体并触发防御反应，例如钙离子流动和ROS（反式超氧离子）生成。
植物免疫系统主要分为两方面：PAMPs（病原体诱导物模式，也叫PAMP感知）和ETI（病原体接触引起的免疫，也叫功能免疫调节）。
PAMPs感知PAMPs是一类具有广谱识别能力的病原体分子，它们能够被感染植物细胞上的受体识别，启动防御反应。
目前已知有许多PAMPs，如Bacillus subtilis LPS和flg22，Chitin、β-D-glucans等。
PAMPs受体位于植物细胞膜上，主要是感染结构特化的LRK （leucine-rich repeat receptor-like kinase）受体和Yth（yellowstripe-like）受体。
当PAMPs与受体结合时，将会引发多种防御反应。
ETI调节ETI是病原体侵染植物细胞所特有的免疫反应，它通过诱导程序性细胞死亡（PCD）来隔离病原体的扩散。
一些病原体蛋白质如效应蛋白（avirulence protein）能够在特异性寄主植物上激活ETI，诱导PAMP感知和ETI防御反应。
通常情况下，激活ETI所需的时间较长，需要数小时至数天，因此ETI通常与基因组免疫协同作用。
《植物免疫学》课件
05
植物抗虫性
植物抗虫性的类型与特点
抗虫性类型
根据植物对昆虫的抗性程度，可分为 抗生性、耐害性和避害性。
抗虫性特点
植物抗虫性具有多样性、持久性和协 同性等特点，能够抵御不同种类和数 量的昆虫侵害。
基因克隆与表达分析技术
基因克隆
通资源。
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。
。
植物抗虫性研究的应用与实践
抗虫品种选育
通过植物抗虫性研究，选育具有优良抗虫性能的 农作物品种，提高农业生产效益。
生物防治技术
利用植物抗虫性原理，开发生物防治技术，减少 化学农药的使用，保护生态环境。
生态农业实践
将植物抗虫性研究应用于生态农业实践中，实现 农业的可持续发展。
06
植物免疫学研究方法与技术
植物抗病性的分子机制
总结词
阐述植物抗病性的分子机制，包括信号转导 、防御基因表达和抗病相关物质的合成。
详细描述
植物抗病性的分子机制涉及复杂的信号转导 过程，当植物受到病原体侵染时，会触发一 系列信号转导反应，诱导防御基因的表达和 抗病相关物质的合成。这些物质包括抗菌蛋 白、酶类、植物激素等，它们在抵御病原体 侵害中发挥重要作用。
THANK YOU
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。
植物免疫学第一章
3、开始研究病原菌的致病性的遗传和变异 1904年Blackeslee发现毛霉菌有一种配合现象； 1927年G.H.Criegie又发现秆锈菌也有异宗配合现象。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。
4、提出了一些有关植物免疫机制的学说
1902年Ward提出毒素抗毒素学说； 1910年Comes提出酸度学说； 1910年Dougal提出渗透压学说； 1913年Rivera提出澎压学说； 之后相继提出抗体、拟抗体学说、植物免疫发生学说。 1939年瓦维洛夫出版了植物对侵染性病害的免疫学专著 。 从此植物免疫学作为一门学科开始形成。
解放后的工作
以小麦条锈、秆锈、叶锈、小麦白粉病、水稻稻瘟病、 白叶枯病、玉米的大、小斑病菌、棉花枯、黄萎病菌为 主，对我国农园作物的重要病原菌的生理小种（致病类 型、菌系、株系）及其致病性进行了分析测定;
在病菌变异、抗病性遗传、抗病机制、栽培抗病、辐射 诱变、诱导抗病性以及生物技术在抗病育种上的应用方 面；
馑； ✓ 1942年孟加拉流行水稻的胡麻斑病； ✓ 1870年斯里兰卡的咖啡锈病大流行，造成当地的咖啡树
全部毁灭； ✓ 1970年-1971年美国玉米小斑病大流行，造成10亿美元
的损失。
➢ 我国20世纪50年代、70年代、90年代、20012002年小麦条锈病大流行给我国小麦生产带来很大 的威胁，其中仅50年代就损失120亿斤小麦。这些使 人们不断更深入地认识到植物病害防治的重要性。
三、20世纪中期阶段
1. Flor 1942 “基因对基因假说（gene-for-gene hypothesis）
2. 大量植物抗病性鉴定，选育出大批的抗病良种 3. 开展了植物病原菌致病性的遗传和变异研究，
植物免疫学复习资料
寄生性(parasitism)---指病原物在寄生植物活体内获取营养物质而生存的能力。
寄主范围host range -指病原物所能寄生的所有寄主植物的种类。
致病性（pathogenicity）---是指病原物所具有的破坏寄主和病变的能力。
亲和性（compatibility）---病原物克服寄主的抗病性，寄生物致病，病原物感病。
非亲和性（imcompatibility) ---病原物不能克服抗病性，寄生物不具有致病性，寄主表现抗病。
毒性（virulence) ---狭义是指小种对品种的致病性。
如锈菌、白粉菌、霜霉菌。
寄生专化性:--- 指病原物对寄主植物的属、种或品种的寄生选择性。
寄生性越高，专化性越高；反之越弱。
存在种内分化变化。
变种variety, var. 专化性存在差异，形态特征或生理性状也有所不同。
专化型forma specialis, f. sp. 无形态差异，但对寄主的属或种的专化性不同。
致病变种pathovar, pv. , 还可分“小种”或“致病型”。
以寄主范围和致病性划分。
株系strain 寄主专化性、致病性、血清学特点或介体传毒。
专化性的差异，复杂。
生理小种Physiological race--- 指病原菌种、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（毒性）的差异区分。
降解酶degrading enzyme 果胶酶、角质酶、纤维素酶、半纤维素酶。
Toxin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，亦称非生物毒素（microbe toxin).作用：在非常低的浓度干扰植物正常生理功能，诱导植物产生与微生物相似的病状。
激素hormone：亦称生长调节物质growth regulator，是植物细胞分裂、生长、人化、休眠和衰老所必需的。
侵染过程infection process即病害发生过程（病程，pathogensis）, 是指病原物与寄主接触、侵入到寄主发病的连续过程。
植物免疫学-抗原抗体反应
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。
种的推广和应用提供依据。
植物免疫学在生物防治中的应用
01
02
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生物农药研制
利用植物免疫学原理，研 制具有抗病、杀虫作用的 生物农药，减少化学农药 的使用。
生物防治策略制定
根据植物免疫学原理，制 定针对特定病害的生物防 治策略，提高防治效果。
天敌资源的利用
利用植物免疫学方法，发 掘和利用天敌资源，控制 有害生物的发生和危害。
03 抗原
抗原的定义和分类
抗原定义
抗原是指能与T细胞、B细胞的TCR或BCR结合，促使其增殖、分化，产生致敏淋巴细胞或抗体，并与之结合，进 而发挥免疫效应的物质。
抗原分类
根据抗原性质分为完全抗原和不完全抗原。完全抗原简称抗原，是一类既有免疫原性，又有免疫反应性的物质； 不完全抗原又称半抗原，是只具有免疫反应性而无免疫原性的物质。
植物免疫系统的特点
非特异性免疫
植物免疫系统能够识别并抵御多种病原体，具有非特异性免疫的特 点。
多层次防御
植物免疫系统包括多个层次的防御机制，从细胞壁到细胞内，从局 部到整体，形成全方位的防御体系。
与环境互作
植物免疫系统受到环境因素的影响，如温度、湿度、光照等，同时 也与土壤中的微生物群落存在密切互作关系。
植物免疫学 精华版
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。
《植物免疫学》word版
植物免疫学第一章绪论一、植物免疫学在植物病害防治中的重要性植物病害是严重威胁农业生产的自然灾害之一.病害严重发生和流行时,可以引起作物严重减产和农业产品品质的下降和败坏,影响国民经济收入和人民生活水平；带有危险性病害的农产品不能出口,影响外贸；少数带病的农产品,人畜食用后引起中毒；有的病害还迫使某些作物因缺少抗病品种和有效的防治措施而停止种植；很多高产品种也常因不抗病而被淘汰.以我国病害发生造成的损失可见一斑,1990年小麦锈病发生面积达1亿亩,损失小麦26亿公斤；1993年棉花黄萎病流行,损失棉花200万担,因稻瘟病危害损失稻谷50亿公斤.从我省玉米病害造成的损失来看,每年因茎腐病损失玉米1.8亿公斤,因纹枯病损失率达10％以上,并有逐年加重的趋势.据统计,我国常年因病、虫和草害所致的粮食损失约1000～1500万吨,皮棉的损失约400～500万担.从国际上看,除苏联和中国以外的世界各国农作物因病害导致产量损失达539.40万吨,价值500亿美元,因病、虫、草害造成的农业损失高达30％,又如美国1970年玉米小斑病大流行,产量损失330亿斤,价值10亿美元.在上述各种病害危害实例中,很多是由于作物品种的抗性减弱或丧失而导致病害严重发生.例如在河北玉米品种掖单4号、丹玉13号、京黄417和自交系掖107对近年发生的玉米粗缩病极为感病,一般病株率5～20％,严重地块达50％左右.在##新沂市种植的掖单4号高度感玉米大斑病,病情指数高达72.1.在吉林主栽的丹玉13、吉丹101、中单2较易感玉米锈病〔Puccinia sorghi R polysora physpella zeac〕.在辽宁省新近发生的玉米尾孢叶斑病〔Cervospora zeaemaydis〕,危害我省丹东主栽的沈单7品种相当严重.由此可见,防治植物病害,对保障国民经济发展,不断提高人民生活水平,有着重要意义.无论目前病害防治手段如何更新和发展,植物病害最基本防治途径可归纳为二个方面：一是消除或削弱病原物的危害；二是加强植物本身的免疫力.而加强植物本身的免疫力那么是防治植物病害最基本、最有效的途径,尤其是较顽强的气流传播病害及土传病害等的防治,更需要充分发挥植物免疫的作用,从而获得有效的防治,近现年来出现的植物诱导抗性,转基因抗病植物,实际上都是以激发或改造植物本身的免疫能力的角度探索防治病害的新途径.国内外的实践都已证明,生产上的一些重要植物病害,如小麦锈病、稻瘟病、棉花枯萎病、棉花黄萎病、玉米大斑病、玉米小斑病和马铃薯晚疫病都主要依靠应用抗病品种得到控制或减轻为害.近年来也有很多研究指出,即使是一些以药剂防治为主的病害,也要求植物本身具有一定的抗病性,才能更有效地发挥药剂防治的作用.可以预言,随着植物免疫性研究的深入和应用水平的提高,植物免疫性在植物病害防治中的作用将会越来越重要.二、植物免疫学的性质〔一〕定义：植物免疫学是研究植物抗病机理、变异规律和应用方法的科学.〔二〕内容：植物免疫性的分类；植物免疫的机制；植物免疫性的遗传和变异；植物病原物的寄生专化性及其遗传和变异；植物免疫性的鉴定；巩固和提高品种抗病性的途径,农作物抗病育种的途径和方法；植物诱导免疫等.〔三〕与其它学科的关系植物免疫学实质上是一门交叉学科,理论基础相当广泛,它主要涉及植物生理学、生物化学、植物遗传学、作物栽培学、普通植物病理学、农业植物病理学、植物病理生理和生物化学等学科,植物免疫学是在这些学科基础上综合发展起来的一门新兴学科.因此,只有广泛掌握这些学科的有关知识和技能,才能学好植物免疫学,才能在植物免疫性的研究和应用上不断创新.随着细胞生物学、分子生物学和分子遗传学等学科的发展而变得更加成熟和完善.三、植物免疫学的发展简史〔一〕植物免疫学的萌芽时期〔十九世纪末～二十世纪初〕该阶段是植物免疫学的理论基础逐渐形成和完善,其中孟德尔遗传规律肯定最为重要.1．形成如下理论基础①达尔文〔1859〕"物种起源"②巴士德〔1822～1895〕"微生物病原学说"③deBary〔1831～1888〕"病害传染学说"④孟德尔 *〔G.J.Mendel,1900〕遗传规律⑤沃德〔Ward,1912〕毒素抗毒素学说⑥康麦斯〔O es,1910〕酸度学说⑦里维拉〔Rivera,1913〕膨压学说⑧克利切夫斯基〔Крифескнй,1916〕抗体、拟抗体⑨瓦维洛夫〔Н·Вавилов,1919〕植物免疫发生学说2．发现如下现象或规律①Eriksson和Henning〔1896〕发现小麦对条锈病有三种反应型〔严重感染、轻度感染、完全抵抗〕.②法勒〔W.Farrer,1989〕发现小麦抗叶锈特性可以遗传.③埃里克森〔J.Erikson,1894〕发现米各秆锈菌存在着专化性.④比劳 *〔R.Biffen,1905〕提出小麦抗条锈病遗传符合孟德尔遗传规律.⑤斯坦克曼 *〔E.C.Stakman,1917〕发现禾谷类秆锈菌存在生理小种.3．抗病研究和利用指导思想：针对一定病菌的优势小种选育具有专化性抗病品种,企图用具有免疫或高度抗病性的品种控制病菌优势小种的发生发展.因而要求所选育的品种越纯越好.在品种利用上也往往由于为了保纯,一味追求单一化.但由于病菌多变,品种的选育工作往往无法与之相适应,从而导致植物抗病性的研究,利用工作始终摆脱不了被动地位.〔二〕植物免疫学进一步发展阶段〔二十世纪中期〕该阶段是在基因水平上,从寄主、病原菌及其相互关系角度研究植物的抗病性,取得很多突破. 1．该阶段形成一些学说：①Flor<1942>提出基因对基因理论②瓦维洛夫<1939>提出植物免疫发生论③米丘林揭示了植物免疫性与外界环境关系④斯特拉霍夫<Т.Д.Страхцв>提出"退化"学说⑤维尔捷列夫斯基〔Д. Д.Верберевекий,1959〕杀生素学说⑥鲁宾〔В.А.Рубин〕提出酶学说⑦雷格林〔1966〕共生体⑧Vanderplank<1963>水平抗性2．该阶段发现的规律或现象①Waterhouse<1927>在研究禾谷类秆锈病中发现,环境可影响植物的抗性* ②Smith<1932>在半知菌内发现了异核现象* ③G.Pentecorvo<1953>发现了准性生殖<Paraseuality>,使病原菌致病性变异理论有了解释.3．出版的专著* ①杜宁〔Дунин,1946〕：植物免疫性的发生及应用* ②高文曼〔E.Gauman, 1951〕："植物侵染性病害原理"③苏霍鲁柯夫〔K.T.CyxopykoB,1952〕：植物免疫生理学④洋捷列夫斯基：植物对侵染性病害的免疫性⑤高尔连科〔М.В.Горленко, 1959〕：植物侵染性病害的免疫简明教程⑥斯特拉霍夫〔Т.Д.Страхов,1959〕：《植物对侵染性病害的免疫机制⑦鲁宾〔ВАРубин,1960〕：植物免疫生理生化⑧林传亮等〔1961〕：植物免疫学4．抗病性研究和利用的指导思想开始在基因水平上,从病原菌的致病性与寄主的抗病性及其相互关系方面,研究植物的抗病性,但未能从根本上摆脱"唯病原论"和"绝对防治论"的束缚,因而也就未能从根本上扭转植物抗病性研究和利用工作的被动地位.〔三〕现代植物免疫学发展阶段该阶段是传统植物免疫学向现代植物免疫学转变的阶段.1．该阶段提出以下学说①Vanderplank<1978>蛋白质对蛋白质假说②苏联学者提出了植物免疫的微生物学理论③Kae：诱导抗性理论2．研究方向发生根本转变①在植物抗病性利用方向：单基因或寡基因综合利用垂直抗性和水平抗性②在研究的现实方面：个体、病原→群体流行和发展变化③在育种目标方面,从单抗育种――多抗育种④在研究手段方面：生理生化和细胞遗传学――分生物学手段3．抗病性研究和利用的指导思想植物病害防治研究开始利用生态体系〔Ecosystem〕观点和系统工程学即系统分析方法研究植物病害阶段,并开始摆脱"唯病原论"和"绝对防治论"的思想束缚.提出"植物病害体系"和"相对防治论"的观点,把综合治理做为防治的指导原那么,使植物病害防治研究的指导思想得到根本改变.由此可见,在植物抗病性的研究利用方面也从指导思想和研究方法上做了相应改变.四、我国植物免疫工作的成就和存在的问题我国学者的植物免疫工作大致是本世纪三十年代才开始,例如,1928～1929年俞大绂研究了小麦品种对秆黑粉病〔Urocystis tritici〕的抗性,发现中国小麦"金大7/6"具有高度抗病性；1934年,沈其益研究了小麦对秆黑粉病的的抗病遗传,1944年方中达研究了小麦条锈病菌的生理分化.解放后植物免疫学有较快的发展,在全国植物病理学者和育种工作者的配合下,基本搞清了为害性比较严重的一些植物病害〔小麦条锈病、秆锈病、稻瘟病、玉米大、小斑病、棉花枯、黄萎病等〕的流行规律；鉴定了小种类型和分布,选育出一大批抗病品种.如丹东农科所的吴纪昌在80年代就育出了把玉米大斑病的丹玉13、丹玉16,抗玉米丝黑穗病的丹玉－2号、中单2号、辽单2号、吉单101等.##省苏州地区农科所育出了抗赤霉病的苏麦3号,并研究出一种剪颖滴抗的鉴定抗性的方法,还筛选出一批如苏麦3号一样抗扩展的农家品种,充实了抗赤霉病的抗源,在病菌致病力及其变异方面,近年来我国对小麦条锈菌毒性变异规律,生理生化性流行规律,稻瘟病菌生理小种时、空间变化规律和水稻白叶枯病菌致病相关基因,生理小种功能和同源性,棉黄萎病菌毒素〔VD-toxin〕作用机理等方面做了大量工作,取得了显著进展.在抗病机理方面,明确了不同小麦品种对白粉病、锈病、赤霉病和根腐病抗性；不同水稻品种对稻瘟病、白叶枯、恶苗病抗性与寄主防御酶系,抗菌物质〔植保素、木质素〕的相互关系.在诱导抗性方面,主要研究了柑桔炭疽病菌对黄瓜炭疽病、非杀菌剂化合物对棉花枯萎病的诱导抗性及作用机理.尽管我国在作物品种抗病性遗传变异规律、病菌生理小种变异机制等方面研究已达到一个新水平,但存在不少问题,如在抗病性遗传的基因分析、植物免疫生理生化、抗病机制研究不够深入；选育多抗性稳定的品种方面也未很好开展；能利用的高产抗病品种的数量远远满足不了实际需要.由于抗病性的遗传缺乏研究,因此对抗病品种的布局和轮换等方面缺乏预见性.这一切都说明今后我国的植物免疫任务是非常艰巨的.第二章植物免疫性的概念和分类第一节植物抗病性的概念及特点一、植物抗病性的定义广义的免疫性是指有机体对病原微生物及其有毒产物的不感染性或抵抗性.植物免疫性是植物在一定条件下,对一感病原物及其有毒产物的抵抗性或不感受性或少感受性.二、特点1．植物抗病性是植物与微生物共同进化的产物.2．植物抗病性是相对的广泛存在.3．抗病性与感病性是同一事物两个方面.第二节植物抗病性的性质一、植物抗性是进化的结果二、植物抗性的生理生化本质1．已有；2．诱发三、植物抗性的遗传本质植物抗病基因志植物病菌致病共同产物之间互作.1．免疫性与抗病性免疫性可以看作"绝对"抗病的一种遗传潜能.实际并非"绝对",只不过是一种高度的抗病潜能.抗病性也是一种抗病的遗传潜能,在一定程度上通常比免疫性差一些,所以两者无明显的界限.2．植物免疫性或抗病性与感病性关系在自然界中,植物免疫性或抗病性是相对的、连续的,可与感病性共存于一体.3．亲合和不亲合从生理生化角度或在细胞及分子水平上植物表现出对病菌和其有物质的感受性叫亲合性.反之叫不亲合性.4．抗病与抗病性抗病是形容其表现,可能是基因型决定的,也许是环境造成的,也许是药剂诱导的.抗病性：一般是指植物本身的遗传特性,指的是基因型决定的抗病潜能,至于其具体表现,那么还要看病原物、环境条件而定.习惯上我们常把抗病性和"抗病性表现"混淆一起.例如："高温削弱了植物的抗病性",这里的抗病性实际上是指"抗病性的表现程度"或"抗病性现象",品种的遗传本性并未改变.抗病性有广义和狭义之分.广义的抗病性包括了：避病〔抗接触〕,抗侵入、抗扩展、抗繁殖、耐病以及诱导抗病性.狭义的那么只指抗侵入、抗扩展、抗繁殖.5．经济抗病性与代谢抗性经济抗性是指植物因抗病保证其商品价值能力,代谢抗病性是指植物未因病菌侵染而丧失繁殖力的能力.经济抗性包括代谢抗性,但后者不能包括前者.6．先天免疫与后天免疫先天免疫性：是植物在长期演化和系统发育过程中所获得的免疫性.①被免疫性：是指植物在受病原物侵染前已存在的免疫性.如气孔数量等.②主动免疫性：是指仅在植物受到病原物侵染以后产生的免疫性,如过敏性反应、植保素等.后天免疫性〔获得免疫性〕：是指植物个体发育中受到某些因素的刺激所产生的免疫性.①非侵染性获得免疫性：是指非病原物侵染而获得的免疫性,如理化免疫、栽培免疫②侵染性获得免疫：是指由病原物侵染而获得的免疫性,如交叉保护等.7．个体免疫性在植物的属、种、品种的个体之间免疫性差异.8．全生长期抗病性与阶段抗病性①全生长期抗病性：是指从苗期到成株期各个阶段都具有抗病性.②阶段抗病性：是指植物在生长发育过程中,有的阶段抗病,有的阶段感病.9．整株抗病性与器官抗病性①整株抗病性：是指植物在整个生长期中的各个部位都有抗病性.②器官抗病性：是指植物的某些器官抗病,某些器官那么感病.10．个体抗病性与群体抗病性①个体抗病性〔定性抗病性〕：在个体水平上就能明显观察的抗病性,如过敏性反应.②群体抗病性〔定量抗病性〕：在个体水平上仅有微小的数量差异的抗病性,在群体的病害流行过程中,能显示出很大的定量差异,如侵入机率、潜育期、产孢量方面的抗病性.按抗性鉴定方法分类〔1〕个体抗病性〔2〕群体抗病性11．垂直抗性与水平抗性①垂直抗性：主效基因控制,显性、抗初侵染,易被克服.②水平抗性：多基因控制,阻止病菌扩展和繁殖、延长潜育期,稳定.12．既存抗病性及侵染诱发的抗病性①既存抗病性：是指植物在爱病菌侵染前,已存在的免疫性.②侵染诱发的抗病性：植物受到病菌侵染或机械损伤后,其生理代谢和细胞壁结构要发生一系列变化,构成了阻止病菌侵染的化学和物理障碍.13．寄主抗病性与非寄主抗病性寄主抗病性：植物对其寄生物的抗病性.非寄主抗病性：寄主X围以外的植物对病菌产生的抗性.第三节植物抗病性的本质一、抗病性是进化的产物1．单源进化2．多源进化3．抗病性是动态的二、抗病性是以生理生化反应实现的1．兼性寄生菌产生侵袭力2．专性寄生菌活体营养3．寄主防御反应三、抗病性是遗传的潜能1．寄主－病原结合体〔aegricopul〕决定表型2．寄主抗病基因型和病原物致病基因型相互选择的进行产物.第三章植物病原菌的致病机制第一节致病性的概念一、致病性二、毒力在垂直病害体系中,小品－品种水平上的致病力三、侵袭力在水平病害体系中,在相同发病强度的条件下,某小种对某一品种在孢子萌发速度、侵入后定植速度产孢速度等方面的表现出来侵染能力.第二节植物病原物的侵袭手段为了探索植物如何抵抗病原物,首先要知道病原物如何侵染植物和植物发生怎样的病变.实际上,病原物的侵袭,植物的病变和抵抗是发生在同一空间,同一时期内,是同一场斗争的不同侧面观,尤其是在消极的病变和积极抵抗之间,有时很难截然区分.一、植物病原物的侵袭手段病原物主要靠机械压力突破植物表皮蜡质层,依靠化学力量突破植物表皮角质和细胞壁,主要化学力量有酶、毒素、激素.〔一〕酶〔角质酶,细胞壁降解酶〕1．角质酶类①在介绍角质酶之前,首先介绍角质酶作用的底物――植物表皮的结构.植物表皮结构分成三个区,蜡质层、网状区、片层区.C18：9,10,18――三羟基十八烷酸；9,10－环氧－18－羧基十八烷酸C16：16－羧基十六烷酸；16－二羧基十六烷酸；10,16－二羟基十六烷酸.②催化特性角质酶是一种糖蛋白,是诱导产生的,它具有酶活中心,酶活中心由三个基因组成,丝氨酸残基上的羧基,羧基和组氨酸的咪唑基,催化机理属于亲核反应,符合酸碱催化理论.ORO角质酶ORO多角体－C－OCH2<CH2>n－C－O－多聚体多聚体－C－OH＋HOCH2<CH2>n－C－OH③角质酶在病菌侵入中的作用a.侵入位点角质酶的确定角质酶是否存在于侵入位点是证实是否有致病作用的先决条件,对于角质酶的定位,目前主要是应用免疫技术和电镜观察技术.首先,将病菌孢子悬液接种寄主.病菌侵入后用兔子角质酶抗血清处理侵入部位,然后用电镜观察.如在侵入部位有电子密集颗粒,就说明有抗源－抗体复合体存在,即角质酶与抗血清发生了结合,也就证明了角质酶的存在.b.钝化角质酶阻止病菌侵入如果病菌需要产生角质酶才能侵入寄主,那么对角质酶的专化性抑制效应应该能阻止病菌侵入.利用角质抗血清和酶抑制因子与病菌孢子悬液混合,然后接种寄主植物,如果不能引起侵染,说明角质酶活性被钝化,也就说明病菌产生了角质酶.众所周知,有机磷杀虫剂能够作用于昆虫的胆碱酯酶,而胆碱酯酶和角质酶一样均是丝氨酸水解酶,因此有机磷杀虫剂的抑制机制,可能是控制了酶活中心的丝氨酸三分体结构.c.角质酶缺失变株致病性减弱或无致病力利用紫外光线或化学药剂处理,使病菌产生突变,即丧失了利用角质做碳源的能力,在培养基中没有角质酶产生,将角质酶缺失突变株接种表皮完整的和损伤的植株,观察其发病情况,如表皮完整植株接种后未发病,而突变株接种后表皮受伤的植株能发病,产生病斑,说明病菌是依靠角质酶进行侵染的.d.向角质酶缺失突变株加入角质酶恢复致病力如果病菌是依靠角质酶侵染植物表皮的,那么向病菌角质酶缺失突变株加入角质酶应该能恢复致病力.Koller等〔1982〕发现F.solanipisi T-8菌株对整豌豆茎表皮或受伤茎表皮的致病力高,萌发的孢子产生的角质酶也较多,而突变的T-30菌株仅对表皮受伤的茎致病力较高,它产生的角质酶相当少.然而,向T-30的孢子补充角质酶还不足以使该菌株致病性达到T-8的水平.如果同时还补充纤维素酶、果胶酶和果胶甲酯酶,就能使T-30菌株达到与T-8菌株同样的致病力.因T-30菌株缺少一套完整侵入酶系,不仅包括角质酶,还有些细胞壁降解酶.2．果胶酶类〔1〕果胶酶的种类果胶酶是一组复合酶,属于诱导酶,主要包括果胶甲基酯酶〔Pectin methylesterase, PME或PE〕,果胶酸酯裂解酶〔Pectate lyase, PL, PGTE〕,果胶裂解酶〔Pectin lyase PML, PMTE〕,多聚半乳糖醛酸酶〔Polygalactuconase, PG〕,果胶甲基半乳糖醛酸酶〔Pectin methylgalactuionase, PMG〕.其中PME、PG 和PMG属于水解酶,PE可将果胶或果胶酯酸的甲氧基脱掉产生果胶酸,PG和PMG能够水解果胶物质-1,4糖苷键,除PME外,水解酶最适pH偏酸性,在4.5～5.5之间；pI偏低,在6.0～8.0之间,PME最适pH 近中性.PL和PML属于裂解酶,能够裂解果胶分子中连接半乳糖醛酸的d-1,4糖苷键,一般称为反式消除酶〔Transdiminase〕,它们作用于多聚糖残基生成不饱和的酸性寡糖,其裂解糖苷键的作用机制与果胶在碱性溶液中的-消除反应类似,即反应产物的一个糖醛苷非还原端C5上的质子被消除,同时在C4和C5之间形成了不饱和键.这类型解酶最适pH偏碱性,在9.0～9.8之间；pI偏高,在8.0～9.0之间.上述果胶酶,除PME之外,都有两种形式"内切－"〔endo-〕和"外切－"〔exo-〕.凡以随机方式作用于底物的酶属于"endo-",而以末端方式作用于底物释放出二聚体的酶属于"exo-".〔2〕果胶酶的作用病菌产生的果胶酶引起的病害症状有软腐、茎斑和维管束枯萎.所谓软腐就是被侵染的新鲜薄壁组织变软,呈水渍状,无色或变褐.软腐症状概括起来有以下几个特点：1〕病斑常常迅速扩展到大部或全部的现成组织；2〕腐烂组织很少或没有粘着力；3〕腐烂组织的细胞沿着胞间层分离；4〕细胞分离后细胞壁和细胞在一定时间内保持原状；5〕腐烂组织呈水渍状；6〕在细胞分离前,原生质体同时对电解质渗透性迅速增加；7〕腐烂组织在一些病害中变色,但在另一些病害中不变色；8〕腐烂组织原生质体死亡,关于果胶酶在维管束枯萎病中的作用研究颇多,一般认为维管束纹孔膜或板的初生细胞壁中胶层复合体经酶解后,释放出的凝胶堵塞导管造成枯萎.关于果胶酶引起的叶斑和茎斑主要限于立枯丝核菌引起的病害.在R-solani引起的菜豆病害中,endo PG和果胶甲酯酶是侵染菜豆的主要酶.果胶酶引起寄主组织发生软腐的主要机制是寄主组织发生了浸解和原生质的死亡.植物细胞间主要是由果胶多糖物质粘在一起的.由于病原菌产生的果胶酶将这些果胶多聚体降解,使组织细胞间失去粘合,即所谓浸解作用.除浸解作用外,果胶酶还能引起原生质体死亡.目前认为,细胞壁因胞间中胶层及多糖组分受果胶酶降解,使初生壁松驰,壁压下降,原生质膜在低渗溶液中改变了弹性伸长结构,透性增大,质膜因超过弹性极限而破裂,最后导致原生质体死亡,这就是著名的渗透效应假说.3．半纤维素降解酶半纤维素酶〔hemicellulases〕这个词,代表专一性降解半纤维素的一组酶类,属于聚糖水解酶.典型的半纤维素酶只包括：L－阿拉伯聚糖酶、D－半乳聚糖酶、D－甘露聚糖酶和D－木聚糖酶.许多半纤维素的完全降解需要复合酶系统.内切型<1→4>--D-木聚糖可将-1,4连接的木聚糖水解成木聚糖寡聚体,外切型<1→4>--D-木聚糖酶〔-木糖苷酶〕又将寡聚体〔木聚二糖〕分解成木糖.甘露聚糖,半乳糖甘露聚糖等完全水解都需要复合酶系统.4．纤维素酶早在本世纪50年代,Rees提出了纤维素酶C1－C x的概念,认为天然的结晶纤维素先与C1酶作用生成葡聚糖链,然后在C x<-1,4-内切-葡聚糖酶>作用下,将氢键和糖苷键裂解生成纤维二糖.-葡萄糖苷酶。
【2019年整理】植物免疫学考试总结
第一章绪论1植物免疫学的概念与研究内容植物免疫学：是一门专门研究植物抗病性及其应用方法的科学。
它是植物病理学的一门新兴分支学科。
研究内容：（1）植物的抗病性（2）植物抗病性和病原物致病性之间的相互关系。
植物免疫学是研究病原物的致病性，植物的抗病性及两者之间相互作用的科学。
（3）植物病原物的致病性2植物免疫学与其它学科的关系：（1）植物免疫学是以有关学科为基础发展起来的一门新兴学科。
有关基础学科：如植物生理学、植物生物化学、植物遗传学、群体遗传学、作物栽培学、普通植物病理学、农业植物病理学等。
（2）相关新兴学科的发展使植物免疫学更加成熟和完善有关新兴学科：如分子生物学、分子遗传学、分于植物病理学等。
4 学习与研究植物免疫学的重要性：防治植物病害必须采取综合治理策略，而应用抗病品种是植物病害综合治理的最基本和最重要的途径。
第二章植物的抗病性第一、二节植物抗病性的概念和被动抗病性一植物抗病性的概念：➢抗病性：植物体减轻或克服病原物致害作用的可遗传特性。
➢广义的抗病性：是指植物一切与避免、中止或阻滞病原物的侵入与扩展，减轻发病和损失程度有关的一类特性。
➢狭义的抗病性：仅指植物抵抗病原物侵入、扩展和繁殖的性状。
植物抗病性的特点：1.抗病性的产生和发展，是植物与其病原生物在长期的协同进化中相互适应，相互选择的结果。
2.抗病性是植物普遍存在的，相对的性状。
3.植物抗病性是植物的遗传潜能，其表现受寄主－病原互作性质、遗传背景和环境条件的共同影响。
4.人类生产活动的需求和基础科学的发展，始终推动着植物抗病性研究。
二植物的被动抗病性被动抗病性：植物固有性状所确定的抗病性。
被动抗病性还可根据抗病因素的性质划分为：物理抗病性；化学抗病性两类。
（一）物理的被动抗病性因素：植物被动抗病性的物理因素是植物固有的形态结构特征，它们主要以其机械坚韧性和对病菌酶作用的稳定性而抵抗病原物的侵入与扩展。
1植物体表的形态和结构蜡质层与角质层形态（抗侵入）；钙化作用（表皮层细胞壁）；硅化作用（表皮层细胞壁）；自然孔口的特点（气孔、皮孔、水孔、蜜腺）2木栓化组织木栓化组织的细胞壁和细胞间隙充满了木栓质。
植物免疫学汇总
植物免疫学第一章绪论Table of Contents1.1 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1.2 植物免疫学1.2.3 植物免疫学与其它学科的关系▪以植物病理学、生物化学、遗传学和分子生物学为基础▪基础理论层面：与植物病原学、植物生理学、真菌生理学、细胞学、生物物理学等学科有密切关系▪应用层面：与植物育种学关系最密切，与植物保护学、作物栽培学、植物遗传工程、农业生物技术、田间试验与统计等学科有密切关系▪在植物病理学各分支学科中，植物免疫学与生理植物病理学、分子植物病理学最接近，内容有所重叠，但学科范畴和侧重点不同1.3 植物免疫学发展简史1.19世纪中期至20世纪初期阶段（萌芽阶段）•1380年，英国选种家J. Clark用马铃薯“早玫瑰”品种与“英国胜利”杂交育成抗晚疫病品种“马德波特∙沃皮特”•L. Liebig，1863发现增施磷肥可提高马铃薯对晚疫病的抗性，偏施氮肥可加重发病•1896年，J. Eriksson和E. Hening发现小麦对锈病的反应有严重感染、轻度感染和近乎完全抵抗3种类型，并建议在生产上应用近乎完全抵抗的品种•1879年和1894年，Shrodter和Eriksson先后发现醋梨锈病菌（Puccinia caricis）和禾谷类秆锈菌（Puccina graminis）有寄生专化现象1.3 植物免疫学发展简史2.20世纪30〜70年代（学科体系建立和完善的阶段）（一）开始建立了遗传学理论•1900年，G. J. Mendel的遗传定律被重新肯定，为植物抗病性的研究和利用提供了遗传学理论•1905年，R. H. Biffen用小麦抗条锈品种American Club与感锈品种Michigan Bronze杂交和用大麦抗白粉病品种与感病品种杂交证明，植物的抗病性不但可以遗传，而且是按照孟德尔的遗传定律遗传•1909年N. A. Orton用栽培种西瓜Eden与饲料西瓜Citon杂交，并按照孟德尔的遗传定律在子2代和子3代继续选择，选出了抗萎蔫病食用西瓜“胜利者”（二）发现病菌有生理分化现象▪1917年，E. C. Stakman和F. J. Piemeisel发现小麦秆锈菌内有生理小种的分化（三）开始研究病原菌致病性的遗传和变异▪1904年，Blackeslee发现毛霉菌有异宗配合现象▪1927年，G. H. Criegie发现秆锈菌有异宗配合现象▪1932年，A. F. Hansen和Smith还在半知菌中发现有异核性（四）提出了一些有关植物免疫机制的学说▪Ward，1902，毒素和抗毒学说▪Comes，1910，酸度学说▪Dougal，1910，渗透压学说▪Rivera，1913，膨压学说▪Κричевский，1916，抗体、拟抗体学说▪瓦维洛夫，1919，植物免疫发生学说▪瓦维洛夫，于1939年出版了“植物对侵染性病害的免疫学”专著20世纪中期阶段▪H. H. Flor，1942，提出“基因对基因”假说（gene-for-gene hypothesis）▪植物病原菌致病性的遗传和变异研究：病菌可以通过准性生殖（parasexualism）产生变异（Pontecorvo，1953）；▪在植物抗病性的遗传变异规律和寄主与病原物相互关系方面取得了较大进展▪开始物理、化学和人工免疫研究▪在植物抗病机制方面做了大量研究，提出了一些新的假说。
植物免疫学
四、植物抗病性的遗传观
抗病性是遗传决定的潜能，遇病原物侵染后才得以表现。抗 病性的表现实际上是寄主－病原物的结合体（aegricorpus）的 表型，是两者基因型结合后才能给出的，两者未结合时无表现型 可见（Leogering, 1974）。
环境条件
寄主－病原物基因组合
抗病性
寄主的抗病基因型和病原物的致病基因型是相互选择的
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2、学科形成时期（20世纪初期）
1900年，孟德尔遗传规律的发现为植物抗病性的研究和利用提供了理 论基础。N A Orton用栽培品种西瓜Eden与饲料西瓜Citon杂交，育出了 抗萎蔫病食用西瓜品种“胜利者”。 对病原菌生理小种分化现象的认识为专化性抗病育种奠定了基础。 对病原菌致病性的遗传、变异规律有了一定的认识。1904年Blackeslee 发现毛霉菌有异宗配合现象；G H Giegie (1927)发现杆锈菌也有异宗配合
变种（variety）和专化型（formae specialization）：变种
之间在形态学上有一定差异，对不同属的寄主植物致病力不同； 专化型在形态学上无明显差异，但对不同种寄主植物的致病力不 同。 生理小种（physiologic race）：种、变种或专化型内由生物 型或生物型群组成的群体，菌体在形态上无差异，对不同寄主植 物品种的致病力不同。 生物型（biotype）：生理小种内由遗传一致的个体所组成的 群体。
下逐渐发展而成的，病原物的侵染会激发植物的某些反应，寄主的反
应又会激发病原物的反应，在进化过程中，双方不断变异、相互选择、 从而形成了抗病性（病害体系）。
三、植物抗病性的生理观
抗病性是在病原物侵染时才表现出来的性状，而且有一个过程，
从分子间的相互作用、生理生化的相互作用，到细胞组织的变化，最后 到肉眼可见的组织形态的抗病性。因此，抗病性不是一个简单性状的表 达，而是寄主－病原物间十分细致复杂的相互作用的过程。最后观察到 的抗病性是现象，分子间相互作用和生理生化过程为其内在机制。
植物免疫学总结
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预祝新年快乐，心想事成！ 期末取得优异成绩！ 考研榜上有名！
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6. 病原物致病性遗传变异
准性生殖 、有性杂交、突变、异核作用、准性生殖、适应性变异、 毒性变异 变异类型：毒性变异 、侵袭力的变异、致病谱的改变、生物学性状
的变异、抗药性的变异
变异途径：有性杂交、突变、异核作用、准性生殖、适应性变异 比较准性生殖与有性生殖的区别。
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7. 抗病性—致病性的相互关系
7. 抗病性—致病性的相互关系 8. 植物抗病育种 9. 植物抗病性的保持与提高
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1. 植物的抗病性概念
耐病、生育期抗病性、主动抗 病性、被动抗病性、小种专化性抗病性、非小种专化性抗病性
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2. 植物的抗病性机制
植保素、 过敏性坏死反应、抗接触（避病性）、抗侵入、抗扩展、 抗损失（耐病性）、抗再侵染（诱发抗病性） 局部诱导抗病性、 系统诱导抗病性、小种专化抗病性 被动抗病性因素、主动抗病性因素、物理抗病性因素、化学抗病性因素 * 诱导抗病性概念、特点、作用机制和利用途径
基因对基因学说 、定向化选择、稳定化选择、寄主和病原物的协同进化、 识别、垂直抗病性、水平抗病性、水平体系、垂直体系、Vertifolia效应 基因对基因学说的作用和意义
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8. 植物抗病育种
种内杂交、远缘杂交、诱发变异 抗病育种的意义 抗病育种的目标 抗病育种途径
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9. 植物抗病性的保持与提高
植物免疫学总结
刘铜
黑龙江八一农垦大学植物保护系 E-mail: liutongamy@
植物免疫学考试复习资料
植物免疫学考试复习资料植物免疫学考试复习资料植物免疫学是研究植物如何抵御病原微生物入侵的学科。
在植物界，病原微生物是植物生长发育的重要限制因素之一。
因此，了解植物免疫学的基本原理和机制对于保护农作物的健康和增加农业产量至关重要。
本文将为大家提供一些植物免疫学的复习资料，帮助大家更好地准备考试。
一、植物免疫学的基本概念植物免疫学是研究植物如何识别和响应病原微生物入侵的学科。
植物免疫系统可以分为两个主要部分：PAMPs-PRR免疫和R基因介导的免疫。
PAMPs-PRR免疫是通过植物细胞表面的PAMPs（病原相关分子模式）与PRR（病原体识别受体）的结合来激活植物的防御反应。
而R基因介导的免疫是通过植物细胞内的R蛋白识别病原微生物的效应器蛋白，从而启动免疫反应。
二、植物免疫系统的信号传导途径植物免疫系统的信号传导途径是植物细胞识别病原微生物入侵后，将信号传递给核内的转录因子，从而启动防御基因的表达。
这些信号传导途径包括激活MAPK（丝裂原激活蛋白激酶）级联反应、激活离子通道和激活激素信号传导等。
了解这些信号传导途径的机制对于理解植物免疫系统的功能至关重要。
三、植物免疫系统的抗病机制植物免疫系统的抗病机制包括物理防御和化学防御。
物理防御主要包括植物细胞壁的增厚、细胞壁的改变和细胞凋亡等。
化学防御主要包括产生抗菌物质和激活防御基因的表达等。
了解这些抗病机制的原理和调控机制对于理解植物如何抵御病原微生物入侵具有重要意义。
四、植物免疫系统与病原微生物的互作植物免疫系统与病原微生物之间存在着复杂的互作关系。
病原微生物通过产生毒素、分泌效应器蛋白和改变植物细胞壁等方式来抵抗植物的免疫反应。
而植物通过识别病原微生物的PAMPs和效应器蛋白来启动免疫反应。
了解植物与病原微生物之间的互作关系对于理解植物免疫系统的功能和病原微生物的致病机制具有重要意义。
五、植物免疫学的应用植物免疫学的研究不仅对于保护农作物的健康和增加农业产量具有重要意义，还可以应用于植物育种和生物技术领域。
植物免疫学名词解释考点
致病性：是指病原物所具有的破坏寄主和病变的能力。
抗病性：是指植物减轻或克服病原物致害作用的可遗传特性寄生性：病原物在寄主植物活体内取得营养物质而生存的能力协同进化：在长期进化中，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，寄主也发展出种种形式和程度的抗病性。
多源进化：活体营养和死体营养并存，各自有不同的进化来源。
非寄主抗病性：某种植物的所有个体对某种病原菌表现的抗病性基因抗病性：由基因或基因型决定的抗病性，侧重品种间差异生理抗病性：植株生理生化状态决定的抗病性，侧重栽培和环境的影响。
避病:由于某种原因，使本质上并非抗病的植物，最易感病的阶段与病原物的侵染期相错，或者缩短了寄主感病部分暴露在病原物之下的时间，从而避免或减少了受侵染的机会。
耐病：植物能忍受病害，在产量和质量方面不受严重损害的性能。
被动抗病性：植物本身所具有的物理和化学物质。
主动抗病性：在病原物侵染时形成的结构抗性和化学抗性。
主效基因抗病性：几个独立的主效基因存于同一个基因型中。
微效基因抗病性：多个微效基因决定的抗病性。
毒性谱：指病原菌小种能够侵染的寄主品种数目。
侵袭力：不同小种在同一品种诱发病害强度相同，但在侵染过程中表现的差异。
毒力频率：一种病原物群体中的对一定抗病品种有毒力的菌株的出现频率。
联合致病性：一种病原物群体中对2个以上被测品种有毒力的菌株出现的频率。
典型症状：一种病害在不同阶段或不同抗病性的品种上或者在不同的环境条件下出现不同的症状，其中一种常见症状成为该病害的典型症状。
综合症：有的病害在一种植物上可以同时或先后表现两种或两种以上不同类型的症状，这种情况称谓综合症。
并发症：当两种或多种病害同时在一株植物上混发时，可以出现多种不同的类型的症状，这种现象称为并发症。
隐症现象：病害症状出现后，由于环境条件的改变，或者使用农药治疗后，原有症状逐渐减退直至消失。
被动抗病性：植物与病原物接触前所具有的抗病性。
植物免疫学
植物抗病性
• 植物抗病性是指寄主植物抵抗病原生物侵 染的能力，是植物的一种可遗传特性。抗 病性是植物普遍存在的，相对的性状，所 有植物都有不同程度的抗病性。我们根据 寄主植物的抗病分化可分为水平抗病性和 垂直抗病性。
• 水平抗病性(horizontal resistance) 又 称非小种特异性抗病性和非专化性抗性， 即寄主的某个品种对所有小种的反应是一 致的，对病原菌的不同小种没有特异反应 或专化反应，是针对病原物整个群体的一 类抗病性。 • 垂直抗病性(vertical resistance) 垂直 抗病性又称小种特异性抗病性或专化性抗 性，即寄主品种对病原菌某个或少数生理 小种免疫或高抗，而对另一些生理小种则 高度感染，仅仅是针对病原物群体的少数 几个特定小种。
抗病品种的合理使用
• 当前所应用的抗病品种多数仅具有小种 专化抗病性，推广应用后，就可能使病 原菌群体中能够侵染该抗病品种的毒性 菌株得以保存和发展起来，成为稀有小 种。
• 抗病品种推广的面积越大，这些稀有小种 积累的速度也越快，逐渐在病原菌群体中 占据数量优势，成为优势小种，此时抗病 品种就逐渐丧失抗病性，成为感病品种。 这种抗病性“丧失”现象，是抗病品种应 用中最重要的问题。
水平抗性品种是由多个微效基因控制控制具有这种抗性的品种能够抗多个或所有生理小种一般表现为中度抗病在病害流行过程中能减缓病害的发展速率使寄主群体受害较轻对病原菌生理小种不产生定向选择压力不致引起病原生理小种的变化因而也不会导致品种抗性的丧失抗性是稳定和持久的又称为持久抗性
重要
• 由此可看出，水平抗性品种在控制病 害流行，减轻病害造成的损失方面非 常重要的作用。在面对病原物致病小 种的不断变异，抗病品种丧失抗性的 情况下，选择水平抗性品种也不失为 一个不错的选择。
植物免疫学的重要发现与抗病机制
植物免疫学的重要发现与抗病机制随着科技的进步和研究的深入，我们对植物免疫学的理解与认识也越来越深入。
通过不断的研究和发现，科学家们揭示了许多植物免疫学的重要发现，并且逐渐探索出植物的抗病机制。
一、植物免疫学的重要发现1. PAMPs和PRRs的发现在植物的免疫系统中，病原体相关分子模式（PAMPs）和寄主模式识别受体（PRRs）发挥着重要的作用。
PAMPs是病原体特定的分子，在感染过程中被植物细胞表面的PRRs识别。
这一发现揭示了植物如何感知病原体，进而激活免疫反应。
2. 抗病基因的发现科学家们通过研究发现，植物拥有多个抗病基因，这些基因能够使植物在感染时产生针对病原体的抗性。
通过基因克隆和功能研究，科学家们鉴定出了许多重要的抗病基因，为培育抗病作物提供了理论基础。
3. 编码抗病蛋白的基因的发现在研究植物的抗病机制过程中，科学家们发现了编码抗病蛋白的基因。
这些基因可以编码各种抗病蛋白，如抗菌肽、免疫调节蛋白等。
这些蛋白质的发现对于揭示植物的免疫系统和抗病机制具有重要意义。
二、植物的抗病机制1. PAMP-triggered immunityPAMPs与PRRs之间的识别是植物抗病机制的重要一环。
当PAMP与相应的PRR结合时，会激活一系列抗病反应，称为PAMP-triggered immunity（PTI）。
PTI可通过改变细胞壁的结构和生成一系列次生代谢物来增强植物对病原体的抵抗能力。
2. Effector-triggered immunity除了PTI外，还存在着另一种抗病机制，即effector-triggered immunity（ETI）。
ETI主要是由植物与病原体效应蛋白的相互作用引发的免疫反应。
当病原体的效应蛋白进入植物细胞时，植物将通过识别这些效应蛋白来激活ETI。
3. 信号转导通路在植物免疫中，信号传导通路起着至关重要的作用。
一个典型的信号转导通路包括感知信号、中间信号传递、细胞核内基因表达和细胞响应等步骤。
植物免疫学考试总结
第一章绪论1植物免疫学的概念与研究内容植物免疫学：是一门专门研究植物抗病性及其应用方法的科学。
它是植物病理学的一门新兴分支学科。
研究内容：（1）植物的抗病性（2）植物抗病性和病原物致病性之间的相互关系。
植物免疫学是研究病原物的致病性，植物的抗病性及两者之间相互作用的科学。
（3）植物病原物的致病性2植物免疫学与其它学科的关系：（1）植物免疫学是以有关学科为基础发展起来的一门新兴学科。
有关基础学科：如植物生理学、植物生物化学、植物遗传学、群体遗传学、作物栽培学、普通植物病理学、农业植物病理学等。
（2）相关新兴学科的发展使植物免疫学更加成熟和完善有关新兴学科：如分子生物学、分子遗传学、分于植物病理学等。
4 学习与研究植物免疫学的重要性：防治植物病害必须采取综合治理策略，而应用抗病品种是植物病害综合治理的最基本和最重要的途径。
第二章植物的抗病性第一、二节植物抗病性的概念和被动抗病性一植物抗病性的概念：抗病性：植物体减轻或克服病原物致害作用的可遗传特性。
广义的抗病性：是指植物一切与避免、中止或阻滞病原物的侵入与扩展，减轻发病和损失程度有关的一类特性。
狭义的抗病性：仅指植物抵抗病原物侵入、扩展和繁殖的性状。
植物抗病性的特点：1.抗病性的产生和发展，是植物与其病原生物在长期的协同进化中相互适应，相互选择的结果。
2.抗病性是植物普遍存在的，相对的性状。
3.植物抗病性是植物的遗传潜能，其表现受寄主－病原互作性质、遗传背景和环境条件的共同影响。
4.人类生产活动的需求和基础科学的发展，始终推动着植物抗病性研究。
二植物的被动抗病性被动抗病性：植物固有性状所确定的抗病性。
被动抗病性还可根据抗病因素的性质划分为：物理抗病性；化学抗病性两类。
（一）物理的被动抗病性因素：植物被动抗病性的物理因素是植物固有的形态结构特征，它们主要以其机械坚韧性和对病菌酶作用的稳定性而抵抗病原物的侵入与扩展。
1植物体表的形态和结构蜡质层与角质层形态（抗侵入）；钙化作用（表皮层细胞壁）；硅化作用（表皮层细胞壁）；自然孔口的特点（气孔、皮孔、水孔、蜜腺）2木栓化组织木栓化组织的细胞壁和细胞间隙充满了木栓质。
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间相互作用和应用方法的科学。
二、植物免疫学研究内容与研究方法
1、研究内容：
（1）病原物致病性及其遗传和变异规律。
（2）植物抗病性类型、机制及其遗传变异规律。 （3）寄主抗病性与病原物致病性之间的相互关系。 （4）植物抗病育种策略。
（5）保持和提高植物抗病性的途径和方法
（6）植物抗病性鉴定的方法和原理。
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。 2、简述植物免疫学的产生和发展。
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第二章
植物抗病性的 概念和分类
第一节 概论
➢ 1845年，马铃薯晚疫病流行导致爱尔兰饥荒 ➢ 1870年，咖啡锈病流行导致斯里兰卡咖啡毁产 ➢ 1942年，水稻胡麻斑病导致孟加拉饥荒 ➢ 1950年，小麦条锈病流行致我国小麦减产120亿斤 ➢ 1970年、1971年，美国玉米小斑病流行
➢ Pontecorvo(1953),发现病菌可通过准性生殖产生变异。 ➢ 在植物抗病性的遗传变化规律和寄主与病原物相互关系方面 开展了许多研究。 ➢ 开始了物理、化学和人工免疫研究。 ➢ 在植物抗病机制方面做了大量研究工作，提出了许多新假设。 ➢ 一批新的关于植物免疫的理论专著先后出版
《植物侵染性病害原理》（Gaumann,1951） 《植物病害原理》（Stakman & Harrar,1957） 《植物免疫生理学》（苏霍鲁柯夫，1959） 《植物免疫生理与生化》（鲁宾，1960） 《植物免疫学》（林传光，1961）
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
1900年，孟德尔遗传规律的发现为植物抗病性的研究和利用提供了理 论基础。N A Orton用栽培品种西瓜Eden与饲料西瓜Citon杂交，育出了 抗萎蔫病食用西瓜品种“胜利者”。
对病原菌生理小种分化现象的认识为专化性抗病育种奠定了基础。 对病原菌致病性的遗传、变异规律有了一定的认识。1904年Blackeslee 发现毛霉菌有异宗配合现象；G H Giegie (1927)发现杆锈菌也有异宗配合 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。
而偏施氮肥可加重发病。
1880年，J Clark用马铃薯“早玫瑰”品种与“英国胜利”杂
交育成抗晚疫病品种。
1874年&1894年，Shrodter & Eriksson先后发现梨锈病菌
（Puccinia caricis）和禾谷类杆锈菌（ Puccinia graminis）有寄
主专化现象。
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2、学科形成时期（20世纪初期）
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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。
植物免疫学
PLANT IMMUNOLOGY
WEN Caiyi
PLANT PROTECTION COLLEGE cywen080@
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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
植物抗病性的利用是植物病害防治的基本策略。
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第二节 植物抗病性的概念
一、对植物抗病性的一般认识
1、植物抗病性的普遍性。 2、抗病性是植物的常态，病害是异常状态。 3、植物抗病性是相对的。
二、植物抗病性的进化观
植物抗病性是植物适应环境的一种表现，是进化的产物。
腐生物
单Байду номын сангаас
源 进
兼性腐生物
化
假
兼性寄生物
设
专性寄生物 品种专化性毒性小种
免疫性
一般抗病性 一般抗病性
抗专性寄生的抗病性 抗小种专化性抗病性
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多元进化假设（Vanderplank,1978）
Biotrophy 和 Necrotrophy是两种并存的现象，在病程中， Necrotrophy 可以逐步取代Biotrophy。
抗病性与植物的其他性状有所不同，抗病性是在病原物积极参与 下逐渐发展而成的，病原物的侵染会激发植物的某些反应，寄主的反 应又会激发病原物的反应，在进化过程中，双方不断变异、相互选择、 从而形成了抗病性（病害体系）。
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2、研究方法
植物免疫学是一门应用基础学科，必须借助与之密切相关的学 科如植物生理学、作物栽培学、植物生物化学、遗传学、植物病理 学、分子植物病理学、分子生物学、分子遗传学等的研究方法。
三、植物免疫学的发展简史
1、萌芽时期（19世纪中期～20世纪初期）
19世纪中期，植物病害“病原学说”
1863年，Liebig发现增施磷肥可提高马铃薯对晚疫病的抗性，
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)
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3、发展阶段（20世纪中期）
Flor(1956)，gene-for gene hypothesis，为在基因水平和 从寄主与病原物之间的互作方面研究植物的抗病性提供了理论依据。
三、植物抗病性的生理观
抗病性是在病原物侵染时才表现出来的性状，而且有一个过程， 从分子间的相互作用、生理生化的相互作用，到细胞组织的变化，最后 到肉眼可见的组织形态的抗病性。因此，抗病性不是一个简单性状的表 达，而是寄主－病原物间十分细致复杂的相互作用的过程。最后观察到 的抗病性是现象，分子间相互作用和生理生化过程为其内在机制。