一般按質粒的性質和特點進行歸類。根據質粒性質和轉移特點,可分為接合型質粒和非接合型質粒,兩者區別在於是否帶有轉移基因。接合型質粒具有在細胞間自我轉移的能力,分子量大,每個細胞中質粒為1~3個複製。非接合型質粒分子量相對較小,在細胞中呈多複製。按照質粒的複製特點,分為嚴緊型質粒和鬆弛型質粒。嚴緊型質粒複製伴隨著染色體複製而進行,複製數少。鬆弛型質粒可在無寄主蛋白質合成的情況下複製。用氯黴素或其它物理因素處理某些鬆弛型複製的質粒細胞,可使複製數擴增到1000~3000個。按表型效應,一般將大腸桿菌質粒分為致育因子(F因子),抗性因子和大腸桿菌素原因子。致育因子主要特徵是接合作用,可透過性纖毛使原來不帶致育因子的細菌帶上該因子。抗性因子具有許多抗生素和某些重金屬抗性特點,作為基因載體時是理想的標記選擇。大腸桿菌素原因子編碼大腸桿菌素,能特異性地殺死其它腸道細菌。攜帶該因子的菌株由於質粒本身編碼一種對大腸桿菌素有免疫作用的蛋白質,而自身不受其傷害。按照在共存的同一細菌中排斥同類質粒的能力,可分為相容性質粒和不相容性質粒。兩種質粒被吸入同一細菌時,如果它們能一起復制並能共存,則它們是相容的,屬於不同的不相容群。若兩種質粒不能共存於同一細胞內,那麼它們是不相容的,屬於不相容群。結構和功能質粒一般分為必要區和非必要區。質粒含有某些染色體沒有的基因,編碼某些功能並非是細菌生存所必需的。必要區具有複製和調控系統,包括與質粒DNA複製、調控、不相容性等有關的基因。非必要區攜帶決定特殊表型的基因,目前已鑑定出質粒所控制的性狀超過100種。如對抗菌素、重金屬、陽離子、插入劑等抗性,分解芳香族化合物、產生抗菌素和細菌素等代謝能力,對其它生物的致病性和共生現象的控制。與致病性的關係質粒普遍存在於植物病原細菌和真菌中,不少病原菌的致病性與質粒及其編碼基因控制的性狀密切相關。控制毒性質粒不僅編碼了病原菌產生激素、毒素等致病因子性狀,也決定了致病因子尚不清楚的病原菌的致病功能。根癌土壤桿菌Ti質粒能誘發寄主細胞產生畸形的冠癭瘤。Ti質粒中一段轉移DNA(T-DNA)上致癌基因編碼了生長素和細胞分裂素的合成,引起植物細胞激素失調,形成腫瘤。此外Ti質粒還決定腫瘤形態,寄主範圍,冠癭鹼合成和利用,以及對農桿菌素K84敏感性的基因(見冠癭瘤形成機制)。丁香假單胞菌致病變種的一些菌株產生丁香素、菜豆毒素、冠毒素以及菸草毒素,都是由質粒基因控制的。這些毒素引起植物葉片退綠和壞死。對玉米萎蔫歐文氏菌和青枯病假單胞菌進行質粒消除、缺失和治癒,突變體喪失或降低了致病性和毒性。許多病原真菌的致病性與雙鏈RNA(ds RNA)質粒有關。維多利亞長蠕孢含有的沉降係數為145S類病毒顆粒中,具有4種ds RNA,與引起燕麥枯萎病有關。寄生隱叢赤殼(慄疫病菌)某些菌株含有一種控制減毒性狀的ds RNA質粒,有毒菌株不含這類ds RNA。在立枯絲核菌中也發現質粒的存在與低毒力有關。控制無毒性在一些病原細菌中,控制對相應植物抗病品種無毒性的基因定位於質粒上。無毒基因可能涉及到病菌對特定植物的識別,對致病性和毒性起調節作用。辣椒斑點病黃單胞菌辣椒致病變種某些菌株具有一個45kb大質粒,其中含有一個無毒基因,一個抗銅基因和三個複製的插入序列,該無毒基因與辣椒中相應的抗病基因互作,導致了不親和反應。此外,丁香假單胞菌番茄致病變種和大豆致病變種的無毒基因也是質粒攜帶的。生態適應和進化作用質粒的存在使細菌對環境產生較強的適應能力。一是質粒在群體中的轉移,使許多可資利用的基因得以在群體中傳播和擴散,同時提高了細菌群體DNA複製的效果;二是質粒編碼的性狀,如產生細菌素和營養能力,增加了細菌在新生境中的適應和與其它細菌競爭的能力,對抗生素、重金屬和紫外線輻射的抗性增加了細菌在不良環境中存活的機會。如玉米萎蔫歐文氏菌的質粒系統,有一套相互適應的基因,使其在週期性替換的小生境中保持穩定的表型。冠癭土壤桿菌Ti質粒中T-DNA上具有的誘導植物合成冠癭鹼的基因,由於植物本身不能利用冠癭鹼,病菌驅使植物產生,供其作為唯一的氮碳源利用。質粒基因的複雜性是細菌長期進化的產物。它們與染色體基因的相互作用,以及它們在群體中的傳播,對加速宿主的進化具有重要作用。質粒不僅可作為轉座因子的載體,引起宿主基因組的各種變化,而且還以轉移和起動其它質粒基因和染色體基因,發生新的遺傳交換、重組和變異。應用在分子植物病理學中,質粒可以在病原菌的致病性、其它有益性狀以及分子操作中的載體方面加以研究應用。致病性研究應用鑑於病原菌的質粒與致病性的相關性,加強對質粒編碼基因的型別,結構,表達和調控的研究,可以從分子水平闡明病菌的致病機制。有益性狀研究應用已利用質粒編碼的細菌素產生有益性狀,應用在植物病害的生物防治中。如細菌素K84防治桃細菌性冠癭病已獲成功。載體的應用在分子操作中,質粒常作為基因的載體。但天然的質粒不一定是理想的載體,必須透過重組和改造來發展質粒載體。理想的質粒載體應該具有自我複製的複製子和高效表達的調控系統;具有多種限制性核酸內切酶的單一切點,切點最好位於易於檢測的表型基因上;賦予宿主細胞易於檢測的表型;分子量小,多複製;攜帶外源DNA幅度較寬。根癌土壤桿菌的Ti質粒經過去除T-DNA上的產生腫瘤基因後,作為基因載體廣泛應用於植物的基因工程研究中。致病機制mechanisms of pathogenicity李振岐病原物引起寄主植物發生病變的作用原理。病原物對寄主植物的破壞是多方面的,歸納起來有營養擄奪;物理作用;化學作用和改變寄主生物合成方向等。營養掠奪各種病原物在其生長和發育過程中都需要大量的各式各樣的營養物,主要從寄主植物的細胞中奪取。因此,植物發病後常常喪失大量養分和水分,表現褪綠、黃化或矮化等症狀。喪失營養的程度因病害種類,病害發生早晚,病情輕重不同而異。物理作用機械力是植物病原線蟲侵襲寄主植物的主要手段,它們不僅用口針刺傷寄主植物的組織和細胞,注入有害物質,同時還可用吸器從寄主組織細胞內大量吮吸養分和水分。機械力也是植物病原真菌在開始侵入階段特別是侵入絲侵入表皮蠟質層時的主要手段。真菌菌絲或細菌細胞及粘多糖堵塞導管所導致的萎蔫,主要是物理作用。化學作用化學作用是植物病原物侵染為害寄主的最重要的侵襲手段。病原物侵襲寄主的化學作用主要有:毒素,胞外酶,生長調節物質和多糖類。
一般按質粒的性質和特點進行歸類。根據質粒性質和轉移特點,可分為接合型質粒和非接合型質粒,兩者區別在於是否帶有轉移基因。接合型質粒具有在細胞間自我轉移的能力,分子量大,每個細胞中質粒為1~3個複製。非接合型質粒分子量相對較小,在細胞中呈多複製。按照質粒的複製特點,分為嚴緊型質粒和鬆弛型質粒。嚴緊型質粒複製伴隨著染色體複製而進行,複製數少。鬆弛型質粒可在無寄主蛋白質合成的情況下複製。用氯黴素或其它物理因素處理某些鬆弛型複製的質粒細胞,可使複製數擴增到1000~3000個。按表型效應,一般將大腸桿菌質粒分為致育因子(F因子),抗性因子和大腸桿菌素原因子。致育因子主要特徵是接合作用,可透過性纖毛使原來不帶致育因子的細菌帶上該因子。抗性因子具有許多抗生素和某些重金屬抗性特點,作為基因載體時是理想的標記選擇。大腸桿菌素原因子編碼大腸桿菌素,能特異性地殺死其它腸道細菌。攜帶該因子的菌株由於質粒本身編碼一種對大腸桿菌素有免疫作用的蛋白質,而自身不受其傷害。按照在共存的同一細菌中排斥同類質粒的能力,可分為相容性質粒和不相容性質粒。兩種質粒被吸入同一細菌時,如果它們能一起復制並能共存,則它們是相容的,屬於不同的不相容群。若兩種質粒不能共存於同一細胞內,那麼它們是不相容的,屬於不相容群。結構和功能質粒一般分為必要區和非必要區。質粒含有某些染色體沒有的基因,編碼某些功能並非是細菌生存所必需的。必要區具有複製和調控系統,包括與質粒DNA複製、調控、不相容性等有關的基因。非必要區攜帶決定特殊表型的基因,目前已鑑定出質粒所控制的性狀超過100種。如對抗菌素、重金屬、陽離子、插入劑等抗性,分解芳香族化合物、產生抗菌素和細菌素等代謝能力,對其它生物的致病性和共生現象的控制。與致病性的關係質粒普遍存在於植物病原細菌和真菌中,不少病原菌的致病性與質粒及其編碼基因控制的性狀密切相關。控制毒性質粒不僅編碼了病原菌產生激素、毒素等致病因子性狀,也決定了致病因子尚不清楚的病原菌的致病功能。根癌土壤桿菌Ti質粒能誘發寄主細胞產生畸形的冠癭瘤。Ti質粒中一段轉移DNA(T-DNA)上致癌基因編碼了生長素和細胞分裂素的合成,引起植物細胞激素失調,形成腫瘤。此外Ti質粒還決定腫瘤形態,寄主範圍,冠癭鹼合成和利用,以及對農桿菌素K84敏感性的基因(見冠癭瘤形成機制)。丁香假單胞菌致病變種的一些菌株產生丁香素、菜豆毒素、冠毒素以及菸草毒素,都是由質粒基因控制的。這些毒素引起植物葉片退綠和壞死。對玉米萎蔫歐文氏菌和青枯病假單胞菌進行質粒消除、缺失和治癒,突變體喪失或降低了致病性和毒性。許多病原真菌的致病性與雙鏈RNA(ds RNA)質粒有關。維多利亞長蠕孢含有的沉降係數為145S類病毒顆粒中,具有4種ds RNA,與引起燕麥枯萎病有關。寄生隱叢赤殼(慄疫病菌)某些菌株含有一種控制減毒性狀的ds RNA質粒,有毒菌株不含這類ds RNA。在立枯絲核菌中也發現質粒的存在與低毒力有關。控制無毒性在一些病原細菌中,控制對相應植物抗病品種無毒性的基因定位於質粒上。無毒基因可能涉及到病菌對特定植物的識別,對致病性和毒性起調節作用。辣椒斑點病黃單胞菌辣椒致病變種某些菌株具有一個45kb大質粒,其中含有一個無毒基因,一個抗銅基因和三個複製的插入序列,該無毒基因與辣椒中相應的抗病基因互作,導致了不親和反應。此外,丁香假單胞菌番茄致病變種和大豆致病變種的無毒基因也是質粒攜帶的。生態適應和進化作用質粒的存在使細菌對環境產生較強的適應能力。一是質粒在群體中的轉移,使許多可資利用的基因得以在群體中傳播和擴散,同時提高了細菌群體DNA複製的效果;二是質粒編碼的性狀,如產生細菌素和營養能力,增加了細菌在新生境中的適應和與其它細菌競爭的能力,對抗生素、重金屬和紫外線輻射的抗性增加了細菌在不良環境中存活的機會。如玉米萎蔫歐文氏菌的質粒系統,有一套相互適應的基因,使其在週期性替換的小生境中保持穩定的表型。冠癭土壤桿菌Ti質粒中T-DNA上具有的誘導植物合成冠癭鹼的基因,由於植物本身不能利用冠癭鹼,病菌驅使植物產生,供其作為唯一的氮碳源利用。質粒基因的複雜性是細菌長期進化的產物。它們與染色體基因的相互作用,以及它們在群體中的傳播,對加速宿主的進化具有重要作用。質粒不僅可作為轉座因子的載體,引起宿主基因組的各種變化,而且還以轉移和起動其它質粒基因和染色體基因,發生新的遺傳交換、重組和變異。應用在分子植物病理學中,質粒可以在病原菌的致病性、其它有益性狀以及分子操作中的載體方面加以研究應用。致病性研究應用鑑於病原菌的質粒與致病性的相關性,加強對質粒編碼基因的型別,結構,表達和調控的研究,可以從分子水平闡明病菌的致病機制。有益性狀研究應用已利用質粒編碼的細菌素產生有益性狀,應用在植物病害的生物防治中。如細菌素K84防治桃細菌性冠癭病已獲成功。載體的應用在分子操作中,質粒常作為基因的載體。但天然的質粒不一定是理想的載體,必須透過重組和改造來發展質粒載體。理想的質粒載體應該具有自我複製的複製子和高效表達的調控系統;具有多種限制性核酸內切酶的單一切點,切點最好位於易於檢測的表型基因上;賦予宿主細胞易於檢測的表型;分子量小,多複製;攜帶外源DNA幅度較寬。根癌土壤桿菌的Ti質粒經過去除T-DNA上的產生腫瘤基因後,作為基因載體廣泛應用於植物的基因工程研究中。致病機制mechanisms of pathogenicity李振岐病原物引起寄主植物發生病變的作用原理。病原物對寄主植物的破壞是多方面的,歸納起來有營養擄奪;物理作用;化學作用和改變寄主生物合成方向等。營養掠奪各種病原物在其生長和發育過程中都需要大量的各式各樣的營養物,主要從寄主植物的細胞中奪取。因此,植物發病後常常喪失大量養分和水分,表現褪綠、黃化或矮化等症狀。喪失營養的程度因病害種類,病害發生早晚,病情輕重不同而異。物理作用機械力是植物病原線蟲侵襲寄主植物的主要手段,它們不僅用口針刺傷寄主植物的組織和細胞,注入有害物質,同時還可用吸器從寄主組織細胞內大量吮吸養分和水分。機械力也是植物病原真菌在開始侵入階段特別是侵入絲侵入表皮蠟質層時的主要手段。真菌菌絲或細菌細胞及粘多糖堵塞導管所導致的萎蔫,主要是物理作用。化學作用化學作用是植物病原物侵染為害寄主的最重要的侵襲手段。病原物侵襲寄主的化學作用主要有:毒素,胞外酶,生長調節物質和多糖類。