植物抗病基因在进化中形成了几种共有的进化形式

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1、植物抗病基因在进化中形成了几种共有的进化形式。植物祖先抗病基因的复制创造了新基因座。基因间和基因内重组导致了变异，也导致了新特异性抗病基因的产生。另外，与特异性识别相关的富含亮氨酸重复区顺应于适应性选择。同样，类转座元件在抗病基因座中的插入加速了抗病基因的进化。随着抗病基因的进化，抗病反应也呈现出多样化，代表着植物与病原物动态进化的不同阶段。几种抗病基因进化模式得到提出。重复拷贝对创造新的抗病基因起着重要的作用。抗病基因的复制与随后序列的差异性能创造或扩大基因家族中另一基因簇。不对等重组与基因转化（基因内）创造

2、了基因数量上的多样性。基因外重组与基因转化能创造新的特异性抗病基因。而有的这些重组事件发生在高保守区域上。LRR区域的多态性为识别、配位及防卫大量病原物提供了进化优势。转座元件插入到某些抗病基因座中造成基因断裂或染色体重排，加速了抗病基因的进化。基因座内的过多重组将导致抗病基因特异性丧失，而寄主植物与病原物不断相互作用——双方相互施加压力并不断适应与反适应于选择压力，进行着协同进化，那么抗病基因就必须维持着序列的特异性。实际上，抗病基因的进化是基因变异与基因序列保守性之间的平衡。在抗病基因不断进化的推动下，抗病

3、基因控制下的抗病反应表现出多样化（如过敏性反应、非过敏性反应、系统过敏性反应以及极度抗病等），不同类型的抗病反应代表着植物与病原物动态进化的不同阶段。有关与抗病基因的进化研究还存在一定困难，涂礼莉等人借助其他物种已获得的信息，利用生物信息学的方法来研究海岛棉抗病基因的抗病机制及抗病基因进化。这种研究方法可能也适用于其他农作物，可以说对抗病机制的研究、抗病基因的转育及抗病基因进化的研究具有重要的意义。近年来抗性基因研究的突破性进展、抗性基因的克隆和序列分析所揭示的其编码蛋白的组成、拓扑学和亚细胞定位等特征,为揭开

4、抗性基因的作用特点提供了线索。一般来讲,基因克隆的策略可分为两种:正向遗传学途径和反向遗传学途径。前者以欲克隆的基因所表现的功能为基础,通过鉴定其产物或某种表型的突变进行,如功能克隆(FunctionalCloning)和表型克隆(PhenotypeCloning);后者则着眼于基因本身特定序列或者在基因组中的特定位置进行,如定位克隆(PositionalCloning)和序列克隆(SequenceCloning)。一、抗病基因克隆的方法（一）功能克隆功能克隆即已知基因编码产物的克隆方法。当目的基因序列未知,但

5、其编码产物的生理生化及代谢途径研究得比较清楚时,就可以采用这种克隆方法。功能克隆根据克隆基因的原理又可分为两条路线,一条是分离纯化已知的蛋白质或多肽,制备该蛋白的特异抗体,利用标记的特异蛋白抗体作为探针筛选由表达型载体建立的基因组文库或者cDNA文库,通过免疫杂交筛选到重组克隆,并最终克隆目的基因;第二条路线是将蛋白质纯化后测定其N端一段氨基酸序列,根据蛋白质密码子编码规律和密码子偏爱原则,反向推算出mRNA序列,然后据此人工合成一段寡核苷酸作探针,利用同位素或其它方法标记后筛选一般的基因组文库或cDNA文库,

6、筛选阳性重组克隆,并最终克隆目的基因。随着植物抗病反应的深入研究及蛋白质分离纯化技术的发展,相信功能克隆的策略会发挥重要作用,但一部分抗病基因的产物及表达调控特性尚不清楚,因此在一定程度上也限制了该策略的应用。（二）定位克隆定位克隆技术是根据目标基因在染色体上的位置进行基因克隆的一种方法,目标基因精确定位在染色体特定位置之后,用目标基因两侧紧密连锁的标记筛选含有大的插入片段的基因组文库(如BAC和YAC),通过染色体步行筛选到含有目标基因的克隆,最后通过遗传转化和功能互补实验进行验证。其核心任务是染色体步行,如

7、果能找到与目标基因很近的标记,以至于二者之间的距离小于基因组文库中克隆的平均插入片段大小,就可以直接筛选到含有目标基因的克隆,最终得到候选基因,这种策略称为染色体登陆。到目前为止,利用定位克隆策略,单基因性状相关基因的鉴定方法已较完善且取得了一个系列成果,已使几十种重要的基因得到了分离。但定位克隆技术需要寻找与目标基因座位连锁的遗传标记或部分功能信息。有时需连锁作图,较费时费力。而且在植物的基因组中,大量存在DNA重复序列经常是染色体步移难以逾越的障碍。（三）序列克隆序列克隆即已知所克隆基因序列或同源基因的序列

8、时采用的方法。这种情况下,可以从DNA序列数据库(如GenBank数据库)中查找有关基因的序列,然后可以设计并合成一对寡核苷酸引物,提取所要分离基因的植物染色体DNA或者用RNA在逆转录酶的作用下合成cDNA的第一条链,以此为模板,采取PCR或RT-PCR的方法来克隆基因。扩增的片段经纯化后,连接到合适的载体上,经酶切和序列分析并与已知的基因序列作比较。此方法简便快速,国内利用此方法已