Синтез и сравнительный анализ генов рецепторных серин-треониновых киназ, определяющих устойчивость злаков и пасленовых к патогенам и вредителям тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.03, кандидат биологических наук Зайцев, Валерий Сергеевич

• Зайцев, Валерий Сергеевич
• кандидат биологических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Зайцев, Валерий Сергеевич

Список сокращений.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ (ВВЕДЕНИЕ).

Глава 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ (ВВЕДЕНИЕ).

1.2. Гены устойчивости растений.

1.2.1. Строение генов устойчивости

1.2.2. Классификация NBS-LRR генов.

1.2.3. Механизм действия генов устойчивости.

1.3. Эволюция генов устойчивости растений

1.3.1. Сравнительное картирование: доказательство колинеарности геномов злаков.

1.3.2. Кластеризация генов устойчивости

1.3.3. Адаптивная селекция патоген-распознающих доменов

1.3.4. Транспозирующиеся элементы (транспозоны).

1.4. Клонирование РК генов устойчивости растений

1.5. Полиморфизм по длине рестрикционных фрагментов.

1.6. Практическое использование РК генов устойчивости

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез и сравнительный анализ генов рецепторных серин-треониновых киназ, определяющих устойчивость злаков и пасленовых к патогенам и вредителям»

Для борьбы с болезнями и вредителями растения выработали широкий арсенал механизмов устойчивости. Одним из них является распознавание патогена и передача сигнала для запуска защитного ответа. За специфическое распознавание многих патогенов отвечают серин-треониновые киназы, которые взаимодействуют с белками патогена по механизму рецептор - лиганд. Такое распознавание приводит к активации факторов транскрипции и синтезу белков, уничтожающих патоген.

Рецепторные серин-треониновые киназы (РК) растений изучены достаточно подробно (Ellis et al., 2000; Hammond-Kosack and Jones, 1997; Michelmore, 2000; Torii, 2000; Young, 2000). Структура РК растений и животных обнаруживает высокую консервативность. В составе этих белков выделяют несколько функциональных доменов, наличие которых является основой для структурной классификации РК. Ниже эти домены рассмотрены на примерах РК, участвующих в процессах устойчивости.

Toll дрозофилы и interleukin-1 человека предположительно отвечают за связывание с факторами транскрипции защитных белков (Cohn et al., 2001) и специфическое распознавание патогена (Luck, 2000). В нуклеотид-связывающем участке этих белков (nucleotide-binding site, NBS-киназа) происходит присоединение трифосфата, с помощью которого входящая в этот домен киназа фосфорилирует молекулу следующего участника сигнального каскада, в результате чего происходит активация транскрипции защитных белков (Li et al., 1997). LRR домен (leucine-rich repeat, участок, богатый лейциновыми повторами) отвечает за специфическое распознавание патогенов (Fluhr, 2001). В пределах каждого из этих доменов можно выделить несколько участков, консервативных для большинства РК устойчивости. С помощью праймеров, соответствующих этим участкам в составе ДНК, в последние годы были амплифицированы и клонированы многочисленные фрагменты и полноразмерные гомологи уже известных генов устойчивости (РК, или NBS-LRR гомологи), что позволило получить принципиально новые данные о структуре этих генов, их диверсификации путем дупликации и дивергенции, роли внутримолекулярной рекомбинации и ретротранспозонов в эволюции РК генов устойчивости и механизмах коэволюции патоген - растение-хозяин (Bergelson, 2001; Ellis, 2000; Michelmore and Meyers, 1998; Richter and Ronald, 2000). В настоящее время изучение структуры существенно опережает функциональные исследования РК устойчивости и кодирующих их генов: анализ аллельного полиморфизма и выявление последовательностей РК, распознающих индивидуальные формы (расы, штаммы) патогена, а также установление связи тех или иных аллелей РК генов с фенотипическими признаками устойчивости или чувствительности к болезням и вредителям. Функциональный анализ РК генов устойчивости открывает путь для их использования в молекулярной селекции растений в качестве ДНК зондов, маркирующих признак устойчивости, или хозяйственно ценных аллелей, пригодных для генетической трансформации растений.

С практической точки зрения, изучение РК генов и их гомологов открывает новые возможности для создания новых форм сельскохозяйственных растений, устойчивых к болезням и вредителям. ДНК маркеры признаков устойчивости на основе фрагментов РК генов устойчивости можно использовать для поиска новых селекционных источников в генетических коллекциях и ускорения селекционного процесса. Полноразмерные последовательности РК генов, полученные прямой амплификацией геномной ДНК или выделенные из геномных библиотек, могут стать целевыми генами для генетической модификации растений.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось получение фрагментов генома злаковых и пасленовых растений, представляющих основные классы РК генов устойчивости растений к бактериальным, вирусным и грибным патогенам, и их сравнительный анализ, а также изучение возможности использовать эти фрагменты генома в качестве ДНК маркеров генов и признаков устойчивости у различных видов сельскохозяйственных растений. В процессе работы предстояло решить следующие задачи:

1. Синтезировать гомологи РК генов устойчивости путем амплификации геномной ДНК растений методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) со специфическими праймерами и клонировать полученные фрагменты генома.

2. Идентифицировать синтезированные гомологи РК генов устойчивости путем анализа их нуклеотидных и производных аминокислотных последовательностей.

3. Сравнить полученные гомологи генов с уже известными генами устойчивости путем компьютерного анализа с использованием генетических баз данных.

4. Изучить возможность использовать гомологи РК генов устойчивости в качестве гибридизационных зондов в RFLP анализе.

5. Провести сравнительный анализ полиморфизма гомологов рецептор-подобных киназ и кодирующих их генов в пределах семейств злаковых и пасленовых растений, используя нуклеотидные и производные аминокислотные последовательности, и результаты рестрикционного анализа.

6. Провести анализ косегрегации полученных гомологов с фенотипическими проявлениями устойчивости растений.

Научная новизна. Клонированы и охарактеризованы 23 новых гомолога РК генов устойчивости, в том числе 4 полноразмерных последовательности. Получены новые данные о структурном полиморфизме трех классов РК генов устойчивости в семействах злаковых и пасленовых растений.

Практическая значимость. Показана принципиальная возможность использования гомологов РК генов устойчивости в качестве ДНК маркеров для селекции растений на устойчивость к болезням и вредителям. Гомологи РК генов устойчивости, выделенные нами из дикорастущих сородичей картофеля, пшеницы, ржи и томатов, могут оказаться перспективными для трансформации этих культурных растений.

Заключение диссертации по теме «Молекулярная биология», Зайцев, Валерий Сергеевич

5. ВЫВОДЫ

1. Методом прямой амплификации геномной ДНК ржи {Secale cereale, S. montanum), пшеницы (Т. aestivum) и пырея {Agropyron elongatum) получены NBS-киназные гомологи генов СгеЗ пшеницы и HvLrrl ячменя, определяющих устойчивость к нематоде и листовой ржавчине злаков.

2. Методом прямой амплификации геномной ДНК картофеля (Solanum tuberosum) и его дикорастущих сородичей (S. chacoense, S. dulcamara, S. nigrum) получены NBS-LRR гомологи генов устойчивости к нескольким бактериальным, вирусным и грибным болезням (RPS2 арабидопсиса, N табака и Rx картофеля, L6 льна).

3. Из геномной ДНК дикорастущих сородичей картофеля выделены и охарактеризованы полноразмерные гомологи гена Pto устойчивости к бактериальной пятнистости томатов.

4. Сравнительный анализ полученных NBS-LRR гомологов показал, что они сходны с генами-прототипами (85-98% гомологии) и многими другими генами устойчивости, часть полученных последовательностей содержит стоп-кодоны и, вероятно, является псевдогенами.

5. Способность полученных гомологов к Саузерн-гибридизации позволяет использовать их в качестве зондов при изучении рестрикционного полиморфизма и картирования РК генов устойчивости. На примере устойчивости картофеля к раку (возбудитель - Synchytrium endobioticum) показана принципиальная возможность использовать такие гибридизационные зонды в качестве ДНК-маркеров генов и признаков устойчивости к болезням и вредителям.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Методом полимеразной цепной реакции со специфическими и вырожденными праймерами мы выделили и охарактеризовали свыше двадцати новых фрагментов генома культурных и дикорастущих видов злаков и пасленовых, которые сходны по строению с уже известными NBS-LRR генами устойчивости. Функции этих гомологов пока не установлены. Охарактеризованные последовательности гомологов генов устойчивости представляют три из четырех обычно выделяемых классов этих структур. Многие из выделенных нами гомологов оказались псевдогенами, которые, вероятно, возникают в результате ошибок при дупликации генов или вследствие активности ретротранспозонов (Bancroft, 2001; Ellis et al., 2000; Michelmore, 2000; Young, 2000). Мы подтвердили показанную другими исследователями возможность получения фрагментов и полноразмерных гомологов генов устойчивости методом ПЦР геномномной ДНК. Однако при этом основную массу полученных последовательностей представляла псевдогены, так как они составляют большую часть генома растений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Зайцев, Валерий Сергеевич, 2002 год

1. Тарчевский И.А., 2000. Элистор индуцируемые сигнальные системы и их взаимодействие. Физиология растений, т.47, №2, 321-331.

2. Холл М.А., Новикова Г.В., Мошков И.Е., Дж. Мур Л.А. и Смит А.Р., 2002. Протеинкиназы растений в трансдукции абиотических и биотических сигналов. Физиология растений, том 49, №1, стр. 121-135.

3. Alfano J.R. and Collmer A, 1997. The type III (Hrp) secretion pathway of plant pathogenic bacteria: trafficking harpins, Avr proteins, and death. J. Bacterid., vol. 179, pp. 5655-5662.

4. Bendahmane M., Fitchen J.H., Zhang G. and Beachy R.N., 1997. Studies of coat protein-mediated resistance to tobacco mosaic tobamovirus: correlation between assembly of mutant coat proteins and resistance. J. Virol, vol. 71, pp. 7942-7950.

5. Bendahmane A, Kanyuka K. and Baulcombe D.C, 1999. The Rx gene from potato controls separate virus resistance and cell death responses. Plant Cell, vol. 11, pp.781-792.

6. Bent A.F, Kunkel B.N, Dahlbeck D, Brown K.L, Schmidt R, Giraudat J, Leung J. and Staskawicz B.J, 1994. RPS2 of Arabidopsis thaliana: a leucine-rich repeat class of plant disease resistance genes. Science, vol. 265, pp. 1856-1860.

7. Bennetzen J.L., 2000. Comparative sequence analysis of plant nuclear genomes:m microcolinearity and its many exceptions. Plant Cell, vol. 12, pp 1021-1029.

8. Bennetzen J.L. and Freeling M., 1993. Grasses as a single genetic system genome composition, collinearity and compatibility. Trends. Genet., vol. 9, pp. 259-261.

9. Bergelson J., Kreitman M., Stahl E.A. and Tian D., 2001. Evolutionary dynamics of plant R-genes. Science, vol 292, pp. 2281-2285.

10. Bogdanove A.J. and Martin G.B., 2000. ^vrPto-dependent Pto-interacting proteins and AvrPto-interacting proteins in tomato. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 97, pp. 8836-8840.

11. Bonas U. and Lahaye Т., 2002. Plant disease resistance triggered by pathogen-derived molecules: refined models of specific recognition. Curr. Opin. Microbiol., vol 5, pp. 44-50.

12. Bonas U. and Van den Ackerveken G., 1999. Gene-for-gene interactions: bacterial avirulence proteins specify plant disease resistance. Curr. Opin. Microbiol., vol. 2, pp. 94-98.

13. Bonierbale M.D., Plaisted R.L. and Tanksley S.D., 1988. RFLP maps on a common set of clones reveal modes of chromosomal evolution in potato and tomato. Genetics, vol. 120, pp. 1095-1103.

14. Botstein D., White R.L., Skolnick M. and Davis R.W., 1980. Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms. Am. J. Hum. Genet., vol. 32, pp. 314-331.

15. Bourne H.R., Sanders D.A. and McCormick F., 1991. The GTPase superfamily: conserved structure and molecular mechanism. Nature, vol. 349, pp. 117-127.

16. Chang C. and Meyerowitz E.M., 1995. The ethylene hormone response in Arabidopsis: a eukaryotic two-component signaling system. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 92, pp. 4129-4133.

17. Chang C. and Stewart R.C., 1998. The two-component system. Regulation of diverse signaling pathways in prokaryotes and eukaryotes. Plant Physiol., vol. 117, pp. 723-731.

18. Chasan R., 1995. Arabidopsis in Madison: genes and phenotypes spread like weeds.

19. Plant Cell, vol. 7, pp. 1737-1748.

20. Chen M., SanMiguel P. and Bennetzen J.L., 1998. Sequence organization and conservation in sh2/al-homologous regions of sorghum and rice. Genetics, vol. 148, pp. 435-443.

21. Clark S.E., 2001. Cell signalling at the shoot meristem. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol., vol. 2, 276-284.

22. Cohn J., Sessa G. and Martin G.B., 2001. Innate immunity in plants. Curr. Opin. Immunol., vol. 13, pp. 55-62.

23. Collins N.C., Webb C.A, Seah S., Ellis J.G, Hulbert S.H. and Pryor A., 1998. The isolation and mapping of disease resistance gene analogs in maize. Mol. Plant. Microbe. Interact., vol. 11, 968-978.

24. Dixon M.S., Hatzixanthis K., Jones D.A., Harrison K. and Jones J.D., 1998. The tomato Cf-5 disease resistance gene and six homologs show pronounced allelic variation in leucine-rich repeat copy number. Plant Cell, vol. 10, pp. 1915-1925.

25. Dixon M.S., Jones D.A., Keddie J.S., Thomas C.M., Harrison K. and Jones J.D., 1996. The tomato Cf-2 disease resistance locus comprises two functional genes encoding leucine-rich repeat proteins. Cell, vol. 84, pp. 451-459.

26. Ellis J., Dodds P. and Pryor Т., 2000. Structure, function and evolution of plant disease resistance genes. Curr. Opin. Plant. Biol., vol. 3, 278-284.

27. Ellis J.G., Lawrence G.J., Finnegan E.J., 1995. Anderson P.A., Contrasting complexity of two rust resistance loci in flax. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 92, pp. 4185-4188.

28. Endo Т., Ikeo K. and Gojobori Т., 1996. Large-scale search for genes on which positive selection may operate. Mol. Biol. Evol., vol. 13, pp. 685-690.

29. Feuillet C. and Keller В., 2002. Comparative genomics in the grass family: molecular characterization of grass genome structure and evolution. Ann. Bot. (Lond), vol. 89, pp. 3-10.

30. Feuillet С. and Keller В, 1999. High gene density is conserved at syntenic loci of small and large grass genomes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 96, pp. 8265-8270.

31. Fletcher J.C. and Meyerowitz E.M, 2000. Cell signaling within the shoot meristem. Curr. Opin. Plant Biol, vol. 3, 23-30.

32. Flor H.H, 1971. Current status of the Gene-for-Gene Concept. Annual Review of Phytopathology, vol. 28, pp. 275-296.

33. Fluhr R, 2001. Sentinels of disease. Plant resistance genes. Plant Physiol, vol. 127, pp. 1367-1374.

34. Grant M.R, Godiard L, Straube E, Ashfield T, Lewald J, Sattler A, Innes R.W. and Dangl J.L, 1995. Structure of the Arabidopsis RPM1 gene enabling dual specificity disease resistance. Science, vol. 269, pp. 843-846.

35. Grube R.C, Radwanski E.R. and Jahn M, 2000. Comparative genetics of disease resistance within the solanaceae. Genetics, vol. 155, pp. 873-887.

36. Hammond-Kosack K.E. and Jones J.D, 1997. Resistance gene-dependent plant defense responses. Plant Cell, vol. 8, pp. 1773-1791.

37. Hatada E.N, Krappmann D. and Scheidereit C, 2000. NF-kappaB and the innate immune response. Curr. Opin. Immunol, vol. 12, pp. 52-58.

38. He Z, Wang Z.Y, Li J, Zhu Q, Lamb C, Ronald P. and Chory J, 2000. Perception of brassinosteroids by the extracellular domain of the receptor kinase BRI1. Science, vol. 288, pp. 2360-2363.

39. Hughes A.L., 1998. Phylogenetic tests of the hypothesis of block duplication of homologous genes on human chromosomes 6, 9, and 1. Mol. Biol. Evol., vol. 15, pp. 854-870.

40. Hulbert S.H. and Bennetzen J.L., 1991. Recombination at the Rpl locus of maize. Mol. Gen. Genet.,, vol. 226, pp. 377-382.

41. Hunter Т., 1995. When is a lipid kinase not a lipid kinase? When it is a protein kinase. Cell, vol.83, pp. 1-4.

42. Janssens S. and Beyaert R., 2002. A universal role for MyD88 in TLR/IL-lR-mediated signaling. Trends Biochem. Sci., vol. 27, p. 474.

43. Jeong S., Trotochaud A.E. and Clark S.E., 1999. The Arabidopsis CLAVATA2 gene encodes a receptor-like protein required for the stability of the CLAVATA1 receptor-like kinase. Plant Cell, vol. 11, pp. 1925-1934.

44. Jia Y., Loh Y.T., Zhou J. and Martin G.B., 1997. Alleles of Pto and Fen occur in bacterial speck-susceptible and fenthion-insensitive tomato cultivars and encode active protein kinases. Plant Cell,, vol. 9, pp. 61-73.

45. Jia Y., McAdams S.A., Bryan G.T., Hershey H.P. and Valent В., 2000. Direct interaction of resistance gene and avirulence gene products confers rice blast resistance. EMBO J., vol. 19, pp. 4004-4014.

46. Johal G.S. and Briggs S.P., 1992.Reductase activity encoded by the HM1 disease resistance gene in maize. Science, vol. 258, pp. 985-987.

47. Jones D.A., Thomas C.M., Hammond-Kosack K.E., Balint-Kurti P.J. and Jones J.D., 1994. Isolation of the tomato Cf-9 gene for resistance to Cladosporium fulvum by transposon tagging. Science, vol. 266, pp. 789-793.

48. Kanazin V., Marek L.F. and Shoemaker R.C., 1996. Resistance gene analogs are conserved and clustered in soybean. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A, vol. 93, pp. 11746-11750.

49. Kayes J.M. and Clark S.E., 1998. CLA VATA2, a regulator of meristem and organ development in Arabidopsis. Development, vol. 125, pp. 3843

50. Kilian A., Chen J., Han F., Steffenson B. and Kleinhofs A., 1997. Towards map-based cloning of the barley stem rust resistance genes Rpgl and rpg4 using rice as an intergenomic cloning vehicle. Plant Mol. Biol., vol. 35, pp. 187-195.

51. Kimbrell D.A. and Beutler В., 2001. The evolution and genetics of innate immunity. Nat. Rev. Genet., vol. 2, pp. 256-267.

52. Kobe B. and Deisenhofer J., 1994. The leucine-rich repeat: a versatile binding motif.

53. Trends Biochem. Sci., vol. 19, pp. 415-421.

54. Kobe B. and Deisenhofer J., 1995. A structural basis of the interactions between leucine-rich repeats and protein ligands. Nature, vol. 374, pp. 183186.

55. Kobe B. and Deisenhofer J., 1995. Proteins with leucine-rich repeats. Curr. Opin. Struct. Biol., vol. 5, pp. 409-416.

56. Krutzik S.R., Sieling P.A. and Modlin R.L., 2001. The role of Toll-like receptors in host defense against microbial infection. Curr. Opin. Immunol., vol. 13, pp.104-108.

57. Lagudah E.S., Moullet O. and Appels R., 1997. Map-based cloning of a gene sequence encoding a nucleotide-binding domain and a leucine-rich region at the СгеЗ nematode resistance locus of wheat. Genome, vol. 40, pp. 659-665.

58. Lawrence G.J., Finnegan E.J., Ayliffe M.A. and Ellis J.G., 1995. The L6 gene for flax rust resistance is related to the Arabidopsis bacterial resistance gene RPS2 and the tobacco viral resistance gene N. Plant Cell, vol. 7, pp. 1195-1206.

59. Leister D., Kurth J., Laurie D.A., Yano M., Sasaki Т., Devos K., Graner A. and Schulze-Lefert P., 1998. Rapid reorganization of resistance gene homologues in cereal genomes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 95, pp. 370-375.

60. Li J. and Chory J., 1997. A putative leucine-rich repeat receptor kinase involved in brassinosteroid signal transduction. Cell, vol. 90, pp. 929-938.

61. Li P., Nijhawan D., Budihardjo I., Srinivasula S.M., Ahmad M., Alnemri E.S. and Wang X., 1997. Cytochrome с and dATP-dependent formation of Apaf-l/caspase-9 complex initiates an apoptotic protease cascade. Cell, vol. 91, pp. 479-489.

62. Loh Y.T., Zhou J. and Martin G.B., 1998. The myristylation motif of Pto is not required for disease resistance. Mol. Plant. Microbe. Interact., vol. 11, pp. 572-576.

63. Luck J.E., Lawrence G.J., Dodds P.N., Shepherd K.W. and Ellis J.G., 2000. Regions outside of the leucine-rich repeats of flax rust resistance proteins play a role in specificity determination. Plant Cell, vol. 12, pp. 1367-1377.

64. Mathern J. and Hake S., 1997. Mu element-generated gene conversions in maize attenuate the dominant knotted phenotype. Genetics, vol. 147, pp. 305-314.

65. Martin G.B., Brommonschenkel S.H., Chunwongse J., Frary A., Ganal M.W., Spivey R., Wu Т., Earle E.D. and Tanksley S.D., 1993. Map-based cloning of a protein kinase gene conferring disease resistance in tomato. Science, vol. 262, pp. 1432-1436.

66. Meyer C., Pouteau S., Rouze P. and Caboche M., 1994. Isolation and molecular characterization of dTnpl, a mobile and defective transposable element ofNicotiana plumbaginifolia. Mol. Gen. Genet., vol. 242, pp. 194200.

67. Meyerowitz E.M., 1989. Arabidopsis, a useful weed. Cell, vol. 56, pp. 263-269.

68. Meyers B.C., Shen K.A., Rohani P., Gaut B.S. and Michelmore R.W., 1998. Receptor-like genes in the major resistance locus of lettuce are subject to divergent selection. Plant Cell, vol. 10, pp. 1833-1846.

69. Michelmore R.W. and Meyers B.C., 1998. Clusters of resistance genes in plants evolve by divergent selection and a birth-and-death process. Genome Res., vol. 8, pp. 1113-1130.

70. Michelmore R., 2000. Genomic approaches to plant disease resistance. Curr. Opin. Plant Biol., vol. 3, pp. 125-131.

71. Mindrinos M., Katagiri F., Yu G.L. and Ausubel F.M., 1994. The A. thaliana disease resistance gene RPS2 encodes a protein containing a nucleotide-binding site and leucine-rich repeats. Cell, vol. 78, pp. 10891099.

72. Multani D.S., Meeley R.B., Paterson A.H., Gray J., Briggs S.P. and Johal G.S., 1998. Plant-pathogen microevolution: molecular basis for the origin of a fungal disease in maize. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 95, pp. 16861691.

73. Mysore K.S., Crasta O.R., Tuori R.P., Folkerts O., Swirsky P.B. and Martin GB., 2002. Comprehensive transcript profiling of Pto- and Prf-mediated host defense responses to infection by Pseudomonas syringae pv. tomato. Plant J., vol. 32, pp. 299-315.

74. Nurnberger Т., Wirtz W., Nennstiel D., Hahlbrock K., Jabs Т., Zimmermann S. and Scheel D. J., 1997. Signal perception and intracellular signal transduction in plant pathogen defense. J. Recept. Signal. Transduct. Res., vol. 17, pp. 127-136.

75. Ohno S., 1999. Gene duplication and the uniqueness of vertebrate genomes circa 1970-1999. Semin. Cell. Dev. Biol., vol. 10, pp. 517-522.

76. Pan Q., Wendel J. and Fluhr R, 2000. Divergent evolution of plant NBS-LRR resistance gene homologues in dicot and cereal genomes. J. Mol. Evol., vol. 50, pp. 203-213.

77. Panstruga R, Buschges R, Piffanelli P. and Schulze-Lefert P., 1998. A contiguous 60 kb genomic stretch from barley reveals molecular evidence for gene islands in a monocot genome. Nucleic Acids. Res., vol. 26, pp. 1056-1062.

78. Parker J.E., Aarts N., Austin M.A., Feys B.J., Moisan L.J., Muskett P. and Rusterucci C., 2001. Genetic analysis of plant disease resistance pathways. Novartis Found Symp., pp. 153-61.

79. Parniske M. and Jones J.D, 1999. Recombination between diverged clusters of the tomato Cf-9 plant disease resistance gene family. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 96, pp. 5850-5855.

80. Pflieger S, Lefebvre V, Caranta C, Blattes A, Goffmet B. and Palloix A, 1999. Disease resistance gene analogs as candidates for QTLs involved in pepper-pathogen interactions. Genome, vol. 42, pp. 1100-1110.

81. Pitblado, R. E, and Kerr, E. A. 1980. Resistance to bacterial speck (Pseudomonas tomato) in tomato. Acta Hortic, vol. 100, pp. 379-382.

82. Rao M.V, Lee H, Creelman R.A, Mullet J.E. and Davis K.R, 2000. Jasmonic acid signaling modulates ozone-induced hypersensitive cell death. Plant Cell, vol. 12, pp. 1633-1646.

83. Richter Т.Е., Pry or T.J, Bennetzen J.L. and Hulbert S.H, 1995. New rust resistance specificities associated with recombination in the Rpl complex in maize. Genetics, vol. 141, pp. 373-381.

84. Richter Т.Е. and Ronald P.C, 2000. The evolution of disease resistance genes. Plant Mol. Biol, vol. 42, pp. 195-204.

85. Saghai-Maroof M.A, Soliman K.M, Jorgensen R.A. and Allard R.W, 1984. Ribosomal DNA spacer-length polymorphisms in barley: mendelian inheritance, chromosomal location, and population dynamics. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 81, pp. 8014-8018.

86. Sambrook and Russel. 2001. Molecular Cloning. Cold Spring Harbor Laboratory Press.

87. Saraste M., Sibbald P.R. and Wittinghofer A., 1990. The P-loop-a common motif in ATP- and GTP-binding proteins. Trends Biochem. Sci., vol. 15, pp. 430-434.

88. Scofield S.R., Tobias C.M., Rathjen J.P., Chang J.H., Lavelle D.T., Michelmore R.W. and Staskawicz В .J., 1996. Molecular Basis of Gene-for-Gene Specificity in Bacterial Speck Disease of Tomato. Science, vol. 274, pp. 2063-2065.

89. Seah S., Sivasithamparam K., Karakousis A. and Lagudah E.S., 1998. Cloning and characterisation of a family of disease resistance gene analogs from wheat and barley. Theor. Appl. Genet., vol. 97, pp. 937-945.

90. Shalev G. and Levy A. A., 1997. The maize transposable element Ac induces recombination between the donor site and an homologous ectopic sequence. Genetics, vol. 146, pp. 1143-1151.

91. Shirasu K., Schulman A.H., Lahaye T. and Schulze-Lefert P., 2000. A contiguous 66-kb barley DNA sequence provides evidence for reversible genome expansion. Genome Res., vol. 10, pp. 908-915.

92. Shiu S.H. and Bleecker A.B., 2001. Plant receptor-like kinase gene family: diversity, function, and signaling. Sci. STKE, vol. 2001.

93. Song W.Y., Pi L.Y., Wang G.L., Gardner J., Holsten T. and Ronald P.C., 1997. Evolution of the ticqXci21 disease resistance gene family. Plant Cell, vol.9, pp. 1279-1287.

94. Song W.Y., Wang G.L., Chen L.L., Kim H.S., Pi L.Y., Holsten Т., Gardner J., Wang В., Zhai W.X. and Zhu L.H., 1995. A receptor kinase-likeprotein encoded by the rice disease resistance gene, Xa21. Science, vol. 270, pp. 1804-1806.

95. Spielmeyer W., Huang L., Bariana H., Laroche A., Gill B.S. and Lagudah E.S., 2000.

96. NBS-LRR sequence family is associated with leaf and stripe rust resistance on the end of homoeologous chromosome group IS of wheat. Theoretical and Applied Genetics, vol. 101, pp. 1139-1144.

97. Stone J.M., Trotochaud A.E., Walker J.C. and Clark S.E., 1998. Control of meristem development by CLAVATA 1 receptor kinase and kinase-associated protein phosphatase interactions. Plant Physiol., vol. 117, pp. 1217-1225.

98. Staskawicz B.J., Ausubel F.M., Baker B.J., Ellis J.G. and Jones J.D., 1995. Molecular genetics of plant disease resistance. Science, vol. 268, pp. 661-667.

99. Staskawicz B.J., Mudgett M.B., Dangl J.L. and Galan J.E., 2001. Common and contrasting themes of plant and animal diseases. Science, vol. 292, pp. 2285-2289.

100. Sudupak M.A., Bennetzen J.L. and Hulbert S.H., 1993. Unequal exchange and meiotic instability of disease-resistance genes in the Rpl region of maize. Genetics, vol. 133, pp. 119-125.

101. Tarchini R., Biddle P., Wineland R., Tingey S. and Rafalski A., 2000. The complete sequence of 340 kb of DNA around the rice Adhl-adh2 region reveals interrupted colinearity with maize chromosome 4. Plant Cell, vol. 12, pp. 381-391.

102. Tikhonov A.P., Bennetzen J.L. and Avramova Z.V., 2000. Structural domains and matrix attachment regions along colinear chromosomal segments of maize and sorghum. Plant Cell, vol. 12, pp. 249-264.

103. Torii K.U., 2000. Receptor kinase activation and signal transduction in plants: an emerging picture. Curr. Opin .Plant Biol., vol. 3, pp. 361-367.

104. Trotochaud A.E., Jeong S. and Clark S.E., 2000. CLAVATA3, a multimeric ligand for the CLAVATA1 receptor-kinase. Science, vol. 289, pp. 613-617.

105. Vicient C.M., Suoniemi A., Anamthawat-Jonsson K., Tanskanen J., Beharav A., Nevo E. and Schulman A.H., 1999. Retrotransposon BARE-1 and Its Role in Genome Evolution in the Genus Hordeum. Plant Cell, vol. 11, pp. 1769-1784.

106. Whitham S., Dinesh-Kumar S.P., Choi D., Hehl R., Corr C. and Baker В., 1994. The product of the tobacco mosaic virus resistance gene N: similarity to toll and the interleukin-1 receptor. Cell, vol. 78, pp. 1101-1115.

107. Wicker Т., Stein N., Albar L., Feuillet C., Schlagenhauf E. and Keller В., 2001. Analysis of a contiguous 211 kb sequence in diploid wheat (Triticum monococcum L.) reveals multiple mechanisms of genome evolution. Plant J., vol. 26, pp. 307-316.

108. Williamson V.M., 1999. Plant nematode resistance genes. Curr. Opin. Plant Biol., vol. 2, pp. 327-331.

109. Young N.D., 2000. The genetic architecture of resistance. Curr. Opin. Plant Biol., vol. 3, pp. 285-290.

110. Xiao S., Ellwood S., Calis O., Patrick E., Li Т., Coleman M. and Turner J.G., 2001. Broad-spectrum mildew resistance in Arabidopsis thaliana mediated by RPW8. Science, vol. 291, pp. 118-120.

111. Xu Y., Tao X., Shen В., Horng Т., Medzhitov R., Manley J.L. and Tong L., 2000. Structural basis for signal transduction by the Toll/interleukin-1 receptor domains. Nature, vol. 408, pp. 111-115.

112. Zhou J., Loh Y.T., Bressan R.A. and Martin G.B., 1995. The tomato gene Ptil encodes a serine/threonine kinase that is phosphorylated by Pto and is involved in the hypersensitive response. Cell, vol. 83, pp. 925-935.

113. Zhou J., Tang X. and Martin G.B., 1997. The Pto kinase conferring resistance to tomato bacterial speck disease interacts with proteins that bind a c/'s-element of pathogenesis-related genes. The EMBO Journal, vol. 16, pp. 3207-3218.