植物抗病基因结构、功能及其进化机制研究进展

Recent Progress in Elucidating the Structure, Function and Evolution of Disease Resistance Genes in Plants

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摘要植物与病原菌在长期的共进化和相互选择的过程中,逐渐形成了组织障碍、非寄主抗性和小种专化抗性等有效的防御机制.小种专化抗性(基因对基因抗性)主要是由植物抗病基因识别相应的病原菌无毒基因并激活植物体内抗病信号进而抵御病原菌的侵染.从目前已克隆的70多个抗病基因来看,它们在结构上具有高度保守性,主要包括核苷酸结合位点(NBS),亮氨酸重复结构(LRR),蛋白激酶结构域(PK),果蝇蛋白Toll和哺乳动物蛋白质白细胞介素1受体[interleukin(IL)-1 receptor]类似结构域(TIR),双螺旋结构(CC)或亮氨酸拉链(LZ)和跨膜结构域(TM)等,其在抗病基因与病原菌无毒(效应)蛋白互作以及植物内部免疫信号传导中起着重要的作用.同时,抗病基因又通过基因复制、遗传重组等进化机制形成多基因家族,为植物抗病的专化性和多样性提供了重要的遗传基础.本文主要讨论了近来已克隆抗病基因的结构特征、功能以及抗病基因进化机制研究的进展.