生理生化机制

植物病害诱导抗病性是指利用植物本身的防卫体系,在最初感染病害时就能被外界因素激发的植物本身的整体抗性水平。能激发作物产生诱导抗病性反应的物质则称为植物病害诱抗剂。它是化学农药繁荣发展造成不良后果之后的必然产物,它以其用量小、环境相容性好的优点,将成为防治植物病害的化学农药的有效替代品。在病菌的滤液中可能含有能诱导植物抗病的物质,因而激发了植物病理学家们去研究这种诱导植物抗病物质的本质,以便寻找能够产生诱导抗性的物质。

分子生物学机理

用诱抗剂处理烟草可诱导烟草9种基因的表达,其他植物也有不同数目和类型基因的表达。防卫基因种类在各种抗性类型中都是相似的,都经历信号识别、信号传导和基因转录活化与表达3个基本环节。当诱抗剂施用于植物上时,诱抗剂作为激发子首先与受体进行分子识别,通过构型变化激活胞内有关酶的活性,进一步修饰胞内基质后产生激活性和适应性信号分子,并通过对特殊基因的调节激发防卫反应。目前已证实水杨酸可能是诱导抗性中的一个重要的信号传导分子,水杨酸与植物体内一种同源型过氧化氢酶基因结合,形成一种作为水杨酸的生物学靶蛋白质,在诱导抗病中起重要作用。

水杨酸在此过程中也可能是作为一种电子供体,为过氧化氢酶的过氧化提供电子,使水杨酸变为氧化态的水杨酸自由基,同时抑制过氧化氢酶的活性, 产生水杨酸,这可能涉及到水杨酸信号传导途径,进而诱导植物的抗病性。已有许多证据证实,蛋白质激酶也参与了信号传导途径。当植物细胞与病原菌诱抗剂相互作用时,蛋白质激酶活性增加。植物基因之所以能在诱导后表达,是因为在某些基因的上游存在着化学可诱导的启动子。

多年来利用化学农药防治植物病虫害给世界的粮食生产挽回了巨大的经济损失,但不可否认的是生态环境的污染和破坏也使人们付出了沉痛的代价,同时食品中的农药残留又直接危害了无数人的健康。植物病害诱抗剂在很低浓度下即可被植物识别为信号物质,诱发植物自身的免疫系统,最终使植物获得抵御病害的能力。因此,植物诱抗剂可称得上是植物的/疫苗，在植物发病前施用,以防为主,使植物更加健康地生长,从而杜绝或减少化学农药的使用。目前,商品化的诱抗剂已经面世。相信在不久的将来,随着分子学领域研究的不断深入, 低廉、高效、安全和稳定的诱抗剂将会不断地被开发出来应用于农作物的保护,成为21世纪新型的生态农药。中国粮油仪器网    http://www.grainyq.com/