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植物免疫“隱地蛋白”怎么調節植株免疫能力?

2020-07-17 09;26;51    來源:管理員    瀏覽:31 次

植物免疫的作用機理

植物的免疫系統也分為非特異性免疫和特異性免疫。但與人類不同的是,植物并沒有特化的免疫器官或特定的免疫細胞——每個植物細胞都具備完整的一套免疫體系,細胞之間遙相呼應,共同應對病菌來襲。

1.植物非特異性免疫

植物非特異性免疫由細胞膜受體、活性蛋白、小分子物質(PAMPs)、抗菌類物質(植物素、水楊酸、活性氧)等組成,其作用機制如下:植物疫苗與細胞膜上的受體結合,通過信號傳導,模擬病原微生分泌和釋放的小分子物質,此時分布在植物細胞壁上的活性的蛋白質(PRR, pattern recognition receptor),將這個信息傳遞細胞內的防御體系。防御體系接收到細菌入侵的信號,會快速地激活防御相關基因(defense associated genes)的表達,合成抗細菌類物質(如防御素(defense hormone——水楊酸(Salicylic acid);活性氧(reactive oxygen species)等),從而擾亂病菌的入侵計劃。

以上這一類由病菌相關的小分子(PAMPs)激發的植物細胞免疫反應(PTI, PAMPs triggered immunity)是植物的非特異性免疫,能夠應對大多數的病菌的浸染。

2.植物的特異性免疫

特異性免疫由植物毒性蛋白(Effectors)、防御蛋白(R蛋白)、抗病小體等組成有一部分病菌為了順利穿透細胞壁屏障,并避開非特異性防御體系,進化出了一個強大的武器——第三型分泌系統(Type III secretion system)。這個分泌系統類似一個多功能的針頭——能直接刺穿細胞壁和細胞膜,并將細菌的“毒性蛋白”(Effectors)直接注射到植物細胞里,防御蛋白(R蛋白,Resistance protein),R蛋白能夠特異識別細菌的“毒蛋白”(Effector),激活植物細胞的免疫反應,除了增加上述抗菌類物質的量以外,還能召集蛋白質降解設備直接摧毀細菌毒蛋白,同時增加細胞壁的厚度。這就是植物細胞的特異性免疫。

植物免疫系統大致分為PTI和ETI兩部分。PTI類似于人的非特異性免疫。ETI類似于人的特異性免疫。

植物免疫隱地蛋白”不激發植物過敏反應,而是

1)通過激發植物體內的信號分子發生變化,在植物的細胞膜上存在著許多具有識別功能的受體,當”隱地蛋白”施用在植物上,接觸到植物器官的表面,與表面的膜受體蛋白結合,當膜受體蛋白識別并接受了免疫蛋白的信號傳導后,誘導了植物體內的一系列的代謝反應,促進植物體內水楊酸、茉莉酸、乙烯、吲哚乙酸、植保素、抗病蛋白等具有殺菌抗病功能物質的合成與釋放,從而達到抗病防蟲的作用通過一系列的信號轉導,啟動植物方位基因的表達,誘導抗逆活性物質的產生,使植物獲得系統抗性,從而減輕植物病害發生。

2)通過激發植物體內的一系列代謝調控,促進植物根、莖、葉生長和葉綠素含量提高,從而達到提高作物產量和產品品質的目的。

因此,“隱地蛋白”本身并不直接參與抗病殺蟲、不會改變植物DNA、也不會引起病蟲害的抗藥性,而是通過增強自身免疫功能的方式來抵御病蟲害的入侵。

 

 

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