[发明专利]增强植物对细菌病原体的抗性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业生物技术领域，特别地，本发明涉及增强植物对细菌病原体的抗性的方法。

背景技术

植物总是处于多种病原体的攻击之中，但是疾病症状相当少见。细胞自身的先天免疫确保每个植物细胞具有对病原体攻击作出响应的能力。相反，动物通过循环系统来确保先天免疫力的完全的空间上的覆盖，而有颚的脊椎动物通过获得性免疫系统的进化而补充了这种防御。虽然在植物和动物中存在类似的先天免疫策略，但是所感知的确切表位是不同的。因此，任何的相似性可能是趋同进化的结果，而非从共同的祖先发生的趋异进化(Zipfel and Felix，G.(2005)Current Opinion in Plant Biology 8：353-360；Ausubel(2005)Nature Immunology 6：973-979)。在植物中，先天免疫主要由三个防御系统组成：物理的、局部的和系统性的。物理防御包括蜡质表皮和坚硬的细胞壁，以及具有抗微生物性质的次级代谢物和酶。气孔或创伤会部分地打破这种防御。于是在局部水平上的识别依赖于微生物化合物的特异性察觉。模式识别受体(PRR)识别与病原体相关的分子模式(PAMP)，引起PAMP激发的免疫力(PTI)。有毒的病原体将效应子分泌进入植物胞质中以抑制PTI。然而，抗性(R)蛋白察觉这些微生物效应子以引起效应子激发的免疫力(ETI)。设计为抑制ETI的另外的病原体效应子可以打破这些防御。之字形模型(zig-zag model)将这些分子相互作用总结为发生于植物及其病原体之间的动态的共同进化中的五个时期(Jones and Dangl(2006)Nature 444：323-328；Chisholm等人，(2006)Cell 124：803-814)。此外，由PAMP和/或效应子蛋白诱导的系统性防御应答为进一步的攻击准备原始组织。这三个方面联合起来构成有效的防御网络，其促成了多数植物对于多数微生物具有抗性的现象(Nürnberger等人，(2004)Immunological Reviews 198：249-266)。

引起PTI的针对细菌侵袭的主要免疫应答起始于PPR对PAMP的识别。PTI包含多种良好表征的应答，包括钙、乙烯、活性氧(ROS)和细胞外pH的升高，有丝分裂原激活的蛋白激酶(MAPK)级联和防御基因表达的激活，胼胝质的沉积和幼苗生长的抑制(Ma and Berkowitz (2007)Cellular Microbiology 9：2571-2585；Chisholm等人，(2006)Cell 124：803-814；Nürnberger等人，(2004)Immunological Reviews 198：249-266)。这些应答对于很多细菌PAMP引起的以及来自真菌和卵菌的诱发是共同的。因此，PAMP是保守性的微生物特征，其指示普遍的危险性；信号不可能传导允许植物区分不同病原体的信息(Zipfel等人，(2006)Cell 125：749-760)。