自然免疫系
植物の一部が微生物やウイルス性の病原体に感染して特異的な生体防御反応誘導物質によって不適合な相互作用が引き起こされた場合、植物は局所的な過敏感反応(HR)を起こし、感染部位の細胞が急速にアポトーシスを起こして、植物の他の部位への病原体の拡散を防ぐ。HRは動物のピロトーシス(英語版)と類似しており、細胞死の際に細胞の分解を制御するシステインプロテアーゼであるVPEγのカスパーゼ-1様プロテアーゼ活性が必要であることなどが知られている。
抵抗性(R)遺伝子(英語版)によってコードされるRタンパク質は、植物に広く存在し、病原体を検出する。これらのタンパク質には、NOD様受容体(英語版)やTLRに類似したドメインが含まれている。全身獲得抵抗性(SAR)とは、植物全体が広範囲の感染性物質に対して抵抗性を示す防御反応の一種である。SARでは、サリチル酸やジャスモン酸などの化学伝達物質を生成し、その一部が植物体内を移動して他の細胞にシグナルを送り、感染していない部分(例えば葉)を守るための防御物質を生成する。サリチル酸自体はSARの発現に不可欠ではあるが、全身性の反応を引き起こす移動性のシグナルではない。最近の研究では、ジャスモン酸が植物の遠位部へのシグナル伝達に関与していることが示唆されている。RNAサイレンシング機構は、ウイルスの複製を阻止することができるため、植物の全身性反応において重要である。ジャスモン酸反応は、昆虫によってダメージを受けた葉で刺激され、ジャスモン酸メチルを生成する。