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物品种资源,4:33-34 16.盛宝钦, 段霞瑜. 1991. 对记载小麦成株白粉病 “0—9 级法” 的改进. 北京农业科
对于植物来说 SA的主要作用之一就是参与植物对病原的防御反应，将病害和创
伤信号传递到植物的其他部分引起系统获得性抗性。现已发现，SA 能诱导多种植物对病毒、真菌及细菌病害产生抗性。SA是植物产生 HR（过敏性坏死反应 Hypersensitive response）和 SAR（系统获得 抗性Systemic acquired resistance）必不可少的条件。
四、小麦白粉病的抗病分 子机制及信号转导
小麦白粉病
小麦白粉病是世界性小麦主要病害，在各主要产麦国 均有发生。
在我国小麦主产区，小麦白粉病是北部冬麦区和黄淮 冬麦区的首要病害；在长江中下游和西南麦区，白粉病的 发生及危害也仅次于小麦赤霉病或小麦条锈病。近年来， 随着小麦矮秆品种的推广、水肥条件的改善，以及各大麦 区主栽品种中小麦白粉病抗源利用单一等因素，导致小麦 白粉病的发病面积和危害程度一直维持在一个较高的水平。
性状及其自粉病抗性评价. 农艺科学, 21:182-184 23.吴金华, 胡银岗, 王新茹, 张宏, 王长有, 王秋英, 吉万全. 2008.:2121-2125 24.薛飞, 段霞瑜, 周益林, 吉万全. 2009. 部分小麦农家品种抗白粉病基因推导与遗传多
水平抗性也称数量抗性或非小种专化抗性 (对病原菌
的所有小种都起作用)、慢病性 (侵染几率低，潜育期长， 孢子堆小，产孢量少，使病害发展速率较慢)、成株抗 性及高温成株抗性 (苗期感病而成株期抗病或发病较轻， 抗性在成株期表达)，这类抗性通常由微效多基因控制。
此类抗病性对病原菌生理小种的选择压力小，抗性基 因对病原菌无小种专化性或专化性弱，减少了寄主对 病原菌生理小种的选择压力，因而降低了病原菌的遗 传变异频率，最终达到持久抗病的效果，并通过减少 病害发生的数量和病害增长的速率而起作用。 利用成株抗性也已成为小麦抗病育种的重要策略，兼 抗小麦条锈病、叶锈病和白粉病位点Yr18/Lr34/Pm38、 Yr29/Lr46/Pm39 是典型的成株抗性基因。具有成株抗 性的代表性品种有：Knox ，百农 64 和鲁麦 21 等，我 国部分农家品种也具有慢白粉病的特点
SA途径
JA/ET介导的抗病信号传递途径
两种途径的关系
SA途径和JA/ET途径是有所区别的。 一般认为,SA主要介导植物对寄生性强的病原物的 抗病信号转导,而JA/ET主要介导对寄生性弱的病原 物的抗病信号传递。 SA途径和JA/ET途径之间不是孤立的,它们之间存 在一定的交谈(cross talk)机制,二者相互抑制或 互相增强。
植物和病原菌的互作是一个高度协同进化的 系统，目前国际上对大麦白粉菌 (Bgh)、 小麦条锈病菌 (Pst) 和小麦白粉菌 (Bgt) 的测序 工作已经完成或正在进行)，结合生物信息学、 分子生物学等方法克隆小麦抗病基因和病 原菌的效应蛋白基因，研究其互作模式，阐 明植物抗病反应的分子机理，将为小麦的抗 病性改良提供理论依据。
植物抗病分子机制 及
信号转导
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孙继浩 缪琴 卢继楠 汤晓露
佘圣尧
植物抗病性的概念
目录
小麦白粉病抗病 信号转导
植物抗病分子机制
植物抗病的信号转 导
小麦白粉病的抗病基 因
一、植物抗病的概念
植物的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。
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小麦白粉菌具有小种多、变异快、侵染时期长、气 流传播、适应范围广等特点，新小种不断出现经常导致生 产品种抗性丧失。培育和推广抗病品种是减少病害损失最 经济、有效的方法。
小麦白粉病菌 (Blumeria graminis (DC.) Speer. f.sp. tritici Marchal) 属 于子囊菌亚门，布氏白粉菌属，禾本 科布氏白粉菌，是专性寄生菌。
小麦白粉病信号转导
由R基因介导的植物抗病反应需要三个过程:信号识别-信号传 递-防卫反应的发生。 首先是植物抗病基因产物与病原物无毒基因Avr产物相互识别 产生信号分子，接着这种信号通过一系列的传递因子或调控 因子传导，然后诱导非侵染点的寄主细胞、组织、器官，乃 至整个植株防卫反应基因的表达，从而抑制病原物的侵入或 扩展而表现为抗病性。
基因 Pm2, Pm4a和 Pm21 的聚合体. 作物学报, 31:1400-1405 6. 何家泌, 宋玉立. 1998. 小麦白粉病及其防治. 河南农业科学, 1:17-18 7. 何家泌. 1994. 植物抗病遗传学. 北京: 中国农业出版社 8. 李强, 张卫东, 田纪春. 2009. 小麦抗白粉病基因 Pm21 抗病差异的蛋白质组学研究.
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抗病性是植物的遗传潜能，其表现受寄主与病 原的相互作用的性质和环境条件的共同影响。
二、植物抗病性的分子机制
1.病原菌致病的分子基础
植物对病原物的反应有抗病和感病两大类
抗病反应：又叫非亲和反应,这一系统是以寄主抗病和病
原物无毒为特征,寄主植物对病原物有抑制、排斥和减毒作 用,使病害不发生或受到限制
感病反应:又叫亲和反应,以寄主感病和病原物有毒为特
此外，SA预处理也可以增强植物多种防卫反应机制，包括植保素 及其有关合成酶类、病程相关蛋白和各种活性氧的产生，从而最终 提高植物的抗病性。
JA茉莉酸
茉莉酸(JA)是广泛 存在于植物界(包 括藻类)的一类环 戊烷复合物。作 为一种逆境信 号,JA在植物的生 长发育及植物防 御反应中起重要 作用。
SA介导的抗病信号传递途径
抗病基因按其遗传方式可划分为主效抗病基 因和微效抗病基因；
按其致病性分化的反应型可划分为小种专化 抗性和非小种专化抗性；
按寄主与病原物的互作性质可划分为垂直抗 性和水平抗性
垂直抗性通常是由 1 个或少数几个主效基因控制，符合“基因对
基因”学说。 病原菌侵染时产生过敏性坏死反应 (Hypersensitive response, HR)， 表现出免疫或高抗。随着病原菌生理小种的变化，其抗性容易丧 失。主效的抗白粉病基因命名为 Pm (Powdery mildew)。至今，已 经正式命名的小麦抗白粉病基因近 60 个，包括复等位基因 Pm1a– 1e、Pm3a–3k、Pm4a–4d、Pm5a–5e 和 Pm8/Pm17 ，位于 41 个位 点上 ，以及一些暂命名的抗白粉病基因，定位于除 4D 染色体外 的 20 条染色体、染色体臂或染色体 Bin 上 (表 1-1)。已报道的这些 小麦抗白粉病基因绝大多数是显性的，仅 Pm5、Pm9、Pm26、 Pm42 为隐性抗白粉病基因 。
小麦白粉菌主要危害叶片，严重时 可侵染叶鞘、茎秆及穗部。小麦白粉 菌以菌丝寄生于小麦叶片表面，以吸 器深入到小麦表皮细胞内吸取营养 。 白粉病主要影响叶片光合作用及植株 的新陈代谢。发病较早、较重时导致 植株不抽穗或抽出的穗短小，减少亩 穗数、每穗粒数和千粒重，造成严重 减产。
小麦抗白粉病基因的种类
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正是根据抗病基因的作用特性,将植物抗病分子机制分 为2类。
三、植物抗病的信号转导
在植物的抗病信号转导途径中,SA途径和JA 途径是研究较为深入的两条抗病信号传递途 径。