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。
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。
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)
★ 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，提出该病毒由95％protein 和5％RNA组成．
农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）
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。
◆ 在分子（DNA）水平上通过互补分析和缺失研
5.1.1 植物病毒无毒基因的研究
TMV等近10种病毒的无毒基因已得到研究，现已明 确的病毒无毒基因产物均为病毒致病相关功能蛋白，包括 病毒外壳蛋白、复制酶蛋白和运动蛋白。
1986,Beachy, et al.将TMV U1株的外壳蛋白cDNA转 入烟草细胞，获得了高抗性的烟草植物，此后，利用外壳 蛋白基因获得抗病毒病植物的方法很快被应用到其他病毒 和植物上。
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。
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(Aspergillus)遗传转化系统试验相继取得成 功后,丝状植物病原真菌的分子生物学研究发展迅速.
究，从个体到群体分析有关基因的作用和功能表现的 调节。
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。
细菌利用
肿瘤组织合成
type toxic octopine nopaline octopine opaline
A+
+
－
B+
－
+
C－
－
－
+－ －+ －－
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.
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.
无毒基因(Avirulent genes)广泛存在于寄主植物的病原 中，Staskawicz et al （1984）通过把含无毒基因avrA的大 豆丁香假单胞杆菌(Pseudomonas syringaepv.glycinea)6号小 种的Cosmid克隆接合转移到不含avrA的小种中，以遗传互 补实验，克隆了avrA，这是克隆的第一个无毒基因。随后， 许多研究者通过类似的方法从不同的病原(包括细菌、真菌 和病毒)中克隆了50多个无毒基因，涉及40～50种病原物。
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。