植物与生物相互作用总论

第一章我国的植物与生物相互作用研究

第一节我国植物与生物相互作用研究概况一、发展简史

二、学术队伍…

三、学术论文

四、学术活动

五、小结与展望

第二节抗病小体…

一、抗病小体的概念

二、抗病小体的工作机理三、抗病小体的科学价值·四、抗病小体的研究成果…

第三节 植物一病原菌跨界RNA沉默一、RNA沉默的早期研究

二、植物中RNA沉默途径及功能

三、RNA沉默抑制子

四、跨界RNAi

第四节抗病性与产量兼顾

一、植物抗病性与生长发育平衡的分子机制二、植物抗病性与生长发育平衡的调控策略三、展望

第五节 自然环境下的三者互作一、从二者互作到三者互作二、三者互作研究的科学问题

三、我国科学家在三者互作研究中的代表性成果四、三者互作研究的新领域

参考文献…

第二章植物与真菌相互作用第一节植物病原真菌概述

一、植物病原真菌的种类与分布

二、植物病原真菌的危害

三、植物病原真菌的生活史与生殖方式

第二节 植物病原真菌侵染机制

一、侵入方式…

二、扩展方式…

三、寄主植物对病原真菌侵染的抵御

第三节植物病原真菌组学研究

一、植物病原真菌基因组的特征

二、植物病原真菌与植物互作的转录组学

三、植物病原真菌与植物互作的蛋白质组学

第四节植物病原真菌侵染生长及生殖的分子调控

一、植物病原真菌侵染生长的分子调控

二、植物病原真菌无性产孢的调控及影响因素

三、植物病原真菌有性生殖的调控

第五节植物病原真菌致病因子……

一、真菌植物细胞壁降解酶……

二、植物病原真菌效应子

三、真菌毒素

四、真菌激素…

第六节植物病原真菌致病过程的信号转导

一、植物病原真菌膜受体介导的信号识别

二、植物病原真菌侵染相关的信号转导

第七节植物病原真菌毒性变异与群体进化

一、毒性变异途径…

二、病原真菌遗传多样性

三、群体进化…

第八节植物免疫反应及其调控

一、病原体相关分子模式触发的免疫

二、效应子触发的免疫

三、系统获得抗性……

四、植物免疫中的活性氧

五、植物免疫中的过敏性坏死反应

六、病程相关蛋白

七、植物免疫中的激素

八、植物免疫的转录调控

第九节植物与真菌互作的表观遗传调控

……

第五节植物一微生物共生的转录因子一、根瘤共生相关转录因子二、菌根共生相关转录因子

第六节 植物广义共生微生物——微生物组

一、微生物组的形成过程……

二、微生物组的结构特点…

第七节植物与共生微生物组的相互作用一、植物对微生物组的调控作用二、微生物组对植物的有益影响

第八节 小结…

参考文献……

第十一章 植物与生物相互作用的农业应用第一节植物抗病分子育种应用……

一、作物抗病基因发掘……二、作物抗病基因育种应用

第二节植物抗虫分子育种应用…一、作物抗虫基因发掘……二、作物抗虫基因育种应用三、Bt转基因抗虫作物研发与推广

第三节植物免疫诱导剂的发掘与应用一、植物免疫诱导剂的研究进展二、植物免疫诱导剂的应用进展·

三、植物免疫诱导剂的发展趋势和前景分析第四节 抗病虫与高产协调分子育种一、植物抗病虫与生长发育交互作用机制二、抗病虫与高产耦合育种第五节生物互作与作物抗性育种的展望参考文献

第一节我国植物与生物相互作用研究概况

一、发展简史

植物病害在我国古代就有记载，早在380多年前明代宋应星所著《天工开物》中第一篇《乃粒·稻灾》就有关于稻瘟病的描述，阐述了病害发生与气候和栽培技术的关系，并提出了一些防治措施。近代我国对植物病害的研究始于1913年中央农业试验场成立植物病虫害科，开始植物病害调查和病原真菌分布研究。1916年章祖纯发表了《北京附近发生最盛之植物病害调查表》，这是我国关于作物病害的第一篇完整的调查报告。

植物病理学学科中发展最早的是真菌学，真菌病害的种类多、危害性大，如小麦和玉米的锈病、黑粉病、白粉病，水稻的稻瘟病、纹枯病，棉花的枯萎病、黄萎病等，是早期植物病理学家的主要研究对象。1939年中央研究院动植物研究所出版了邓叔群撰写的《中国高等真菌志》，该志书记载真菌1391种，其中有3个新属、116个新变种。1932~1939年戴芳澜先生发表了9篇《中国真菌杂录》。我国的细菌病害和病毒病害研究起步较晚。俞大绂教授于1936年首次报道细菌病害蚕豆茎腐病，拉开了我国植物细菌病害研究的序幕。在我国研究最多的细菌病害是水稻白叶枯病和条斑病，以及各种植物的青枯病和冠瘿病、柑橘溃疡病、大白菜软腐病、马铃薯软腐病等。我国植物病毒病害最早的报道是俞大绂教授于1939年发表的《蚕豆温性花叶病》，之后全国各地展开了对大豆、蚕豆等豆科植物，水稻、小麦、大麦、马铃薯及各种蔬菜、果树等病毒病害的研究。

1950年以后，随着农业生产的恢复和发展，我国植物病理学家在主要农作物病害防治方面做出了重要贡献，如小麦条锈病菌抗性和生理小种的检测、水稻抗白叶枯病和稻瘟病品种的育成和推广。20世纪80年代成立的全国稻瘟病联合攻关协作组，建立了适合我国稻区的稻瘟病菌生理小种鉴别体系，系统鉴定了我国的主要稻瘟病抗源，为抗病育种和稻瘟病防控奠定了坚实的基础。

我国早期的植物病理学研究主要集中在病原菌分类，病害鉴定，病害生理学，病害流行学及病害防治等方面。国际上，从1946年HaroldH.Flor建立“基因对基因”假说(gene-forgene hypothesis)之后，科学家开始病原菌与寄主间的互作研究(Flor1971）。自20世纪80年代以来，植物分子生物学迅速发展，植物与生物互作研究进入了分子时代，欧美科学家鉴定分离了一些病原菌的无毒基因和激发子等，建立了植物抗病基因克隆系统，1992年从玉米中克隆到第一个植物抗病基因/m/（Johal andBriggs，1992)。随后，国际上开始利用模式植物拟南芥的病害体系作为主要研究对象，在寄主与病原菌的互作研究、质膜模式识别受体(pattern recognition receptor,PRR)和病原菌效应子鉴定、病原菌识别机制解析、胞内抗病免疫受体克隆及抗病免疫激发和信号转导通路揭示等方面取得一系列重要进展，由此建立了植物先天免疫的双层次理论框架，提出“之”字形（zigzag）模型（Jones and Dangl,2006）。我国科学家在植物先天免疫及信号通路的解析方面起步晚，在2000年前后的10多年间，只有少数科学家以拟南芥为病害研究体系开展研究，多数科学家主要以农作物病害为研究对象，在农作物抗病基因克隆、抗性信号通路解析、作物与病原微生物互作、病原微生物成灾机制、作物抗病育种理论等方向进行布局并展开了系统性研究(Zhang et al.，2019a)。

在2010~2019年这10年间，我国植物免疫领域的科研力量大大增强。我国科研人员的研究方向更加多样化，在病原菌基因组学、病原菌效应子致病机理、免疫与生长平衡、抗虫基因鉴定，以及利用新型生物技术控制农作物病虫害等方面取得了一系列重要进展，我国植物免疫领域的科研工作开始向阐明植物与生物互作分子机制的基础研究方向转变(图L-JA)。与美国学者以拟南芥为模式植物研究相比，我国学者在面向农业领域的重要农作物病害研究方面投入力量较大，以主要农作物病害，如水稻的稻瘟病、白叶枯病及小麦的锈病、白粉病、赤霉病等为研究对象，鉴定克隆农作物广谱抗病基因，解析抗病信号通路，阐明抗病分子机理，建立抗病育种分子技术体系，以解决我国农业生产面临的病虫害泛滥重大问题（图1-1B)。