植物在其生长发育过程中常受到一些病原微生物的侵袭, 因此, 它们在自然生态系统中长期并存, 相互适应, 相互选择乃至协同进化, 使得植物的抗病性与病原物的致病性之间形成一种动态平衡。但是自从人类开展农业活动之后, 经常发生植物病害的大流行。农业上成片种植单一作物, 直接降低了遗传上的多样性, 增加了植物在时空上的连续性, 为病原物的发展和连年积累提供了方便。此外, 精耕细作下的农田小环境也更加有利于病原物的传播和侵染。目前, 病害造成的损失使农作物产量和品质均下降。因此, 病害已成为农业生产上不可忽视的重要问题。

接收病原物信号, 启动植物抗病反应信号传导的是植物抗病基因的编码产物, 这是分子植物病理学研究寄主植物的重点和难点。自 1992 年应用转座子标签法分离出第一个抗病基因Hm1, 1993 年应用图位克隆法分离出第二个抗病基因 Pto后, 现已至少分离出 40 多个抗病基因(R 基因)。这些基因的克隆为人们从分子水平上揭示植物抗病的内在机理以及植物的信号传递机制, 并通过基因工程利用 R 基因快速培育新的抗病作物品种奠定了基础。尽管 R 基因之间的序列同源性很低, 但是这些 R 基因编码的蛋白也具有一些相似的结构特征。

该模式是 Scheffer 等首先提出的, 它与上述模式的不同在于: 病原物与互作有关的基因的作用是导致病原物与其寄主仅发生亲和性互作。亲和性因子通过改变寄主的生理特性而使其易受病原物侵染, 而抗病寄主植物含有相应的抗病基因, 其产物能使亲和性因子失活而不起作用。玉米叶斑和穗霉病抗病基因 Hm1 和大麦白粉病抗病基因 mlo 的抗性机制与病原物的亲和因子有关, R 基因可使亲和因子失活, 从而表现抗病。植物的抗病基因, 指基因对基因假说中的寄主植物中与病原物无毒基因表现非亲和性互作的基因, 除此之外, 使植物表现抗病性的基因叫防卫基因。

需要指出, 防卫基因及其表达并不像抗病基因那样仅抗病植株所特有, 而是感病植株也存在, 只是感病植株中的防卫基因相对抗病植株被激活得慢和表达微弱而已。与抗病基因相对的是感病基因。事实上, 抗、感病基因在原生功能上都一样地是植物正常代谢所必需的基因, 只是在病原物侵染植物后它们才表现了这种截然对立的次生功能, 由于前者不易被认识, 而后者却引人注意, 致使它们分别被冠之以抗病基因和感病基因的名称。中国粮油仪器网  http://www.grainyq.com/