5 第五章 植物防卫反应基因 √
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植物免疫反应的机制和特征随着环境的变化和外来病原体的入侵,植物需要有一种免疫机制来保护自己的生命安全。
植物免疫反应是指植物在感知到外来病原体后,通过特定的信号传递和基因表达调节等多种途径来激活自身免疫系统,有效地应对外来病原体的入侵。
本文将从植物免疫反应的机制和特征两个方面来介绍植物免疫反应的相关知识。
一、机制植物免疫反应的机制包括两种方式,即基因层次的免疫反应和非基因层次的免疫反应。
1.基因层次的免疫反应基因层次的免疫反应是指植物在遭受到病原体侵袭时,通过特定的基因表达调节来增强自身的免疫力,从而有效地抵御外来病原体的入侵。
在基因层次的免疫反应中,一些植物基因会被激活,进而产生一些生化分子,如水杨酸、乙烯、脯氨酸等,这些生化分子对于提高植物体内免疫力发挥着非常重要的作用。
2.非基因层次的免疫反应非基因层次的免疫反应是指细胞和组织的反应,包括一些形态和分子调节。
非基因层次的免疫反应表现为细胞壁的增厚、物质的分泌和蛋白质的降解等一系列变化。
这些变化可以使细胞和组织在不断的免疫进攻、防御、致死和修复过程中发挥着极其重要的作用。
二、特征植物免疫反应的特征有三个主要方面,即广泛性、快速性和特异性。
1.广泛性植物免疫反应可以针对众多的病原体,不同的病原体激发不同的免疫反应途径,并激发出不同的免疫反应效应。
这种广泛性使植物能够对各种不同的病原体进行抵抗。
2.快速性当植物体内感知到外来病原体入侵时,植物立即启动免疫反应机制,以快速应对病原体的进攻。
快速的免疫反应可以避免病原体在植物体内长时间滋生和繁殖。
3.特异性植物免疫反应对于不同的病原体具有不同的特异性,这种特异性使植物能够有针对性地进行免疫作用,并避免出现误伤。
综上所述,植物免疫反应具有广泛性、快速性和特异性等特征,这些特征使得植物在遭受外来病原体入侵时,能够有效地进行免疫反应,保证自身的生存和繁衍。
然而,对于病原体的进攻和植物自身的抵抗力是一个不断的博弈过程,植物免疫反应也正在不断地演化和发展着。
植物的生物化学防御植物作为生命界中的一员,也需要保护自己免受外界环境和害虫的侵害。
与动物不同,植物无法逃离威胁,因此它们依赖于内部的机制来保护自己。
植物通过生物化学防御机制来抵御外来害虫的攻击。
本文将介绍植物生物化学防御的基本原理和相关机制。
一、植物的生物化学防御概述植物的生物化学防御是指植物通过合成和释放特定的化学物质来应对外部的威胁。
这些化学物质可以在植物体内进行合成,也可以通过挥发释放到周围环境中。
植物的生物化学防御具有多样性和复杂性,包括抗生素、毒素和味觉物质等。
植物通过生物化学防御来抵御路径原、真菌、昆虫等害虫的攻击,提高自身的存活和繁殖成功率。
二、植物抗生素防御机制抗生素是一种广泛存在于植物体内的抗菌物质。
当植物受到病原菌侵袭时,会产生一系列的抗生素来消灭入侵的病菌。
这些抗生素对植物自身并不产生危害,但却对病原菌具有毒性。
植物的抗生素防御机制主要包括以下几个方面:1. 抗生素合成:植物能够合成抗生素,如生长抑素、植物激素、倍半萜类化合物等。
这些抗生素具有广谱的杀菌活性,可以与病菌发生作用,破坏其细胞壁、细胞膜等结构,从而杀死病原体。
2. 抗生素释放:植物通过根系、叶片等器官释放抗生素。
特定的抗生素能够吸引寄生菌,进而与之发生作用。
这种机制的一个典型例子就是植物根系释放的抗生素与根际土壤中的细菌和真菌进行作用,以保护植物的根部不受侵害。
3. 转基因抗生素:科学家通过转基因技术将某些植物具有的抗生素基因引入到其他植物中,以增强植物的抗病能力。
这种方法可以有效提高植物的抗性,使其免受病原菌的侵害。
三、植物毒素防御机制植物毒素是植物抵御与自身无益的昆虫和动物的一种化学防御机制。
植物通过合成和释放毒素来阻止这些害虫接近、摄食或繁殖。
植物毒素防御机制主要包括以下几个方面:1. 毒素合成:植物合成并积累一些具有杀伤力的毒素,在昆虫接触到这些毒素后,会导致其死亡或受到严重损害。
一些常见的植物毒素包括防卫素、硫苷等。
植物化学防御与诱变剂抗性基因机制研究植物化学防御是为了保护植物免受外界生物和环境的损害而产生的一种防御机制。
植物生长在自然环境中受到各种袭击,例如害虫的攻击、真菌病毒的侵入、紫外线的照射等,而它们所采取的应对方式就是通过合成特定的化合物来对抗外部威胁。
这些化合物往往拥有强大的生物活性,可通过直接杀死捕食者或阻断其正常生长来达到保护植物的目的。
植物化学防御体系通常由三个部分组成:感觉机制、合成机制和释放机制。
感觉机制可以帮助植物辨别外部威胁并诱导合成特定的化合物。
合成机制则控制着化合物的产生,保证其快速的、有选择性的合成。
释放机制可以将这些化合物释放到植物表面或周围环境中,以便与外部生物相互作用。
植物化合物具有广泛的生物活性,包括抗菌、抗病毒、防止紫外线辐射、引起捕食者忌避等方面。
其中,对害虫的抗性是最为重要的。
它们可以通过抑制其正常的生长和发育或直接杀死它们来保护植物。
这些化合物的产生往往是由感受到外部威胁的植物部位所控制的。
例如,当植物通过叶片感受到害虫攻击时,它们就会产生具有毒性的化合物,以抵抗外部威胁。
与植物化学防御密切相关的还有一种名为“诱变剂抗性基因”的概念。
诱变剂抗性基因是特定的基因突变,它通过改变植物对环境中各种化学物质的反应性能来达到保护植物的目的。
这些基因突变可以是自然发生的,也可以是通过诱变剂进一步加速的。
这种机制的发现使得科学家们对于植物抗性机制的研究进一步深入,有助于我们更好地理解植物化学防御的本质。
植物化学防御与诱变剂抗性基因机制研究一直是植物学界的热门课题,近年来也取得了很多有意义的成果。
例如,研究人员通过基因突变挖掘了一些原本不具有化学防御能力的植物,在施加诱变剂的情况下使它们重新产生化学物质,对某些害虫产生攻击效果。
这一发现证明了诱变剂抗性基因是具有重大应用价值的。
另一方面,植物化学防御与诱变剂抗性基因的研究也有助于我们更好地了解植物的进化历史和环境适应能力。
研究人员发现,植物在漫长的进化过程中逐渐发展出了越来越复杂的化学防御装备,使其能够更好地应对不断变化的环境压力。
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。
植物免疫学试题精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-一、名词解释1、单基因系:指一套具有相同遗传背景的品系,每个品系仅具有一个已知抗病基因。
2、基因对基因学说:指寄主植物与病原物双方一方某个基因是否存在取决于另一方相匹配基因的存续,双方基因的相互作用决定了特定的表现型,而由表现型的变化就可以判断任一方是否具有相匹配的基因。
3、诱导抗病性:由多种生物因子所激发的依赖植物化学或物理防卫屏障的主动抗病过程。
4、效应蛋白:指进入寄主细胞内改变寄主细胞结构和功能,有利于病原菌侵染的蛋白质。
5、简单基因座:基因在染色体上有多种排列方式,最简单的情况是一个座位仅有单个基因,称为简单基因座。
6、防卫反应基因:是指植物被病原物侵染后,在病原物激发子诱导下表达防卫反应功能的相关基因,其编码产物直接或间接地作用于病原物。
二、选择题1、基因对基因学说是由(B)提出的。
A、NelsonB、FlorC、ParlevlietD、Ross2、下列不属于商品化学诱抗剂的是(A)。
A、IAAB、INAC、BTHD、过敏素3、第一个克隆的无毒基因是(D)。
A、PtoB、LRRC、AvrD、Hm14、下列结构域代表核苷酸结合位点的是(C)。
A、TMB、LZC、NBSD、LRR5、下列不属于病原菌毒性变异体的来源的是(A)。
A、专化型B、突变C、有性重组D、准性生殖6、下列不属于病原菌生理小种鉴别程序的是(B)。
A、病叶标样采集B、遗传漂变C、菌种繁殖D、接种鉴别寄主7、下列不属于抗病基因的功能的是(A)。
A、鉴定小种B、典型R基因C、钝化病原菌毒素D、是病原菌的靶标8、下列抗病基因产物错误的是(C)。
A、TIR-NBS-LRRB、LZ-NBS-LRRC、LRR-NBSD、Pi-ta9、跨膜结构域的简称是(D)。
A、LRRB、NBSC、CCD、TM10、植物抗病性主要遗传特点是(A)。
§8 捕食作用? 捕食的性质? Lotka-Voterra捕食者-猎物模型? 捕食者功能反应和数量反应? 草食作用和植物防御? 捕食者和猎物的协同进化捕食的性质? 捕食(predation)可以定义为摄取其它个体的部分或全部作为食物。
捕食者包括:典型的捕食者、草食者、寄生者。
捕食者可分为食草动物、食肉动物和杂食动物。
? 食性的特化与泛化:根据捕食猎物种数的多少,某些捕食者是特化种(specialist),对食物的选择非常强;而另一些是泛化种(generalist),对吃几种类型的猎物。
草食性动物一般比肉食性动物更加特化。
动植物寄生者都是特化种。
Lotka-Voterra捕食者-猎物模型? 猎物在没有捕食者条件下按指数增长? dN/dt=r1N N- 猎物种群密度,t-时间,r1-猎物的种群增长率。
? 捕食者在没有猎物条件下按指数减少? dP/dt=-r2P P-捕食者的种群密度,t-时间,r2-捕食者的种群增长率。
? 当两者共存于一个有限的空间内,捕食者发现和进攻猎物的效率为ε,可称为压力常数,即平均每一捕食者捕杀猎物的常数;捕食者利用猎物而转变为更多捕食者的常数为θ,即捕食效率常数。
? 猎物的种群增长方程:dN/dt=r1N -εPN ...(1)? 捕食者的种群增长方程:dP/dt=-r2P +θNP ...(2)Lotka-Voterra捕食者-猎物模型行为捕食者的功能反应和数量反应? 功能反应:随着猎物密度的增加,每个捕食者可以捕获更多的猎物或可以较快地捕获猎物,这种现象就是捕食者的功能反应。
概念最早由Solomon提出,Holling提出三类功能反应,即I型功能反应、II型功能反应、III功能反应。
? 数量反应:随着猎物密度增加,更多的捕食者将生存下来,并繁衍后代,导致捕食者种群数量增加,这种过程称捕食者对于猎物密度增加的数量反应。
食草作用? 食草动物对植物的危害植物受食草动物的“捕食”的危害程度随损害的部位、植物发育的阶段而异。
植物抗病基因各结构域功能一、植物为什么需要抗病基因你知道吗,植物其实也有自己的“防护系统”,它们虽然不能像我们一样动来动去,但在面对病虫害的时候,也能通过一些“战术”保护自己。
想象一下,如果植物没有这些抗病基因,那它们就像是没有盾牌的勇士,随时可能被病菌和害虫给“秒杀”掉。
幸好,植物有着一系列的抗病基因,像是它们的“秘密武器”,只要有这些基因在,植物就能识别敌人的攻击,开启自我保护的“防火墙”。
植物抗病基因可不是一刀切的,每个基因都有不同的“职责”,有的负责侦察敌情,有的负责直接“打击”,有的则负责“支援”,每个结构域都在背后默默发挥着作用。
二、结构域的“大人物”们1.LEA(LateEmbryogenesisAbundant)结构域。
有些基因功能可真是让人叹为观止,比如LEA结构域。
它主要是帮助植物在遇到极端环境时,不会因为干旱或者寒冷而“崩溃”。
它就像植物的“冷冻防护衣”,让植物在恶劣的环境下也能保持一定的活力。
植物在“严寒”“干旱”的时候,LEA能帮助植物稳定细胞内的水分,防止“干涸”或者“冻伤”。
想想看,如果没有这个结构域,植物在秋冬季节可就惨了。
毕竟,要是连这点基础的“防护装备”都没有,植物根本没法“硬撑”过去。
这个结构域像是植物的“绝地求生”神器,能让它们在生命的“极限挑战”中继续生存下去。
2.NBARC结构域再说说另一个“明星结构域”——NBARC结构域。
这个结构域的作用就像是植物的“雷达系统”,它能探测到外部的病菌和虫害一旦入侵,立刻启动防御机制,开始制造各种抗病蛋白。
你想想看,这个结构域简直是植物的“危机处理中心”,有了它,植物可以精准识别敌人的“ID卡”,然后立刻发出警报,动员内部的“防卫队”进行攻击。
NBARC不仅能识别病菌的入侵,还能通过激活一系列的信号通路,调动植物自身的免疫系统。
它好像是植物的大脑,负责发出攻击命令,指挥植物进行有效反击。
3.TIR结构域TIR结构域也有着不可忽视的作用。