植物诱导抗病性研究进展

诱导抗病性研究

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生物学教学

2011年(第36卷)第1期

植物诱导抗病性研究进展

徐芬芬 叶利民 夏瑾华

摘 要 本文综述了不同种类植物诱导抗病性的研究进展。关键词 植物诱导抗病性 生物诱导 化学诱导 物理诱导

(江西省上饶师范学院生命科学学院 334001)

1901年Ray和Beauverie发现,葡萄灰霉菌(Botry tiscinerea)的一个弱毒菌株悬浮液土培或将其注射到秋海棠植株的不同位点,结果发现这两种情况都会诱导秋海棠植株对该病原菌的系统抗性。此后,人们对植物诱导抗病性进行了越来越深入的研究。1982年,Kuc指出植物诱导抗病性(inducedresistance)是指经外界因子诱导后,植物体内产生的对有害病原菌的抗性现象

[1]

条件才能被认为是SAR诱导剂

[8]

。第一,这种化学物

质及其代谢产物不应该具有直接的抗菌活性;第二,当它激活SAR反应后,应该能够诱导抵抗相同谱的病原菌的抗性;第三,它诱导表达的基因应该与病原菌激活SAR反应时所诱导的相同。

水杨酸(salicylicacid,SA)是植物体内自身合成的一种类似植物激素的酚类化合物,SA能诱导多种植物对病毒、真菌及细菌病害产生抗性年,White椒

[11]

[10]

[9]

。植物抗病性的产生是因为植物本身存在着。早在1979

大量的抗病基因,这些抗病基因,有的在自然状态下可以直接表达出来,有的则需要通过适当的方式诱导出来。

诱导抗病性分为两类,一是局部抗病性,或称过敏性反应(hypersensitiveresponse,HR);另一类是全身性抗病性(systemicacquiredresistance,SAR)。前者是指在被诱导的部位直接产生抗病性的现象,后者则是指植物体经局部诱导后在非诱导部位产生抗病性的现象。利用物理的、化学的或生物的方法,预先处理植物,将会改变病害反应,使原来的感病反应产生局部的或系统的抗性,这一现象就是现在一般意义上所理解的诱导抗病性,又叫获得免疫性[2]。1 植物诱导抗病性的诱导因子种类

目前人们研究较多的诱导因子主要有生物因子、化学因子和物理因子。

1.1 生物诱导因子 病毒诱导植物抗病性的研究报道较早。Ross发现了烟草花叶病毒(TMV)可诱导烟草产生抗病性。Uknes等

[3]

即报道施用外源SA可以提高烟草对感染、番木瓜

[13]

的抗性。近年来大量研究表明,外源SA可诱导辣

、小麦

[12]

、白菜

[14]

等植物的多种植物

病程相关蛋白(genesisrelativedprotein,PR)基因的表达,从而提高植物对病原徽生物的抵抗能力。廖春燕

[15]

在研究壳聚糖诱导番茄抗病性时又发现,壳聚糖

[16]

可以在很大程度上诱导番茄抗早疫病。印东生等叶霉病。余朝阁等

[17]

通过实验发现吲哚乙酸、乙烯利等也可以诱导番茄抗

发现 -氨基丁酸可诱导番茄灰

霉病的抗性。油菜素内酯,是一种新型植物内源激素,是国际上公认的活性最高的高效、广谱、无毒的植物生长激素。近来的研究发现,油菜素内酯可诱导黄瓜幼苗对灰霉病的抗性

[18]

、草莓果实对灰霉病的抗性

[20]

[19]

及

南瓜幼苗对疫病的抗性等。

[21]

另外,一些无机化合物也能诱导植物抗病性。其中Ca(NO3)2可诱导油棕桐幼苗茎基腐病抗性瓜幼苗的抗病性

[22]

,磷

酸氢二钾对烟草病毒病有诱导效应,氯化钾可增强黄

,纳米硅、氯化铵对观赏百合青霉

[23]

用枯斑型芜菁皱缩病毒

[4]

(TCV)的一个株系,预先接种拟南芥,使之获得了系统抗性,可以对抗一种细菌。Ajlan等

报道,TMV诱导

的烟草SAR对病原真菌、细菌、病毒产生广谱性抗性。

真菌作为诱导因子在诱导保护植物方面具有广泛性。致病菌和弱致病菌及非致病菌均可诱导。张元恩

[5]

病也表现出较高诱导抗病性。

1.3 物理诱导因子 一些物理因素如冷冻处理、高温处理或紫外线的照射,可以引起植保素的积累,诱导植物产生抗病性。1987年Dean发现机械或干冰损伤、电磁处理,可不同程度地诱导烟草对霜霉(Peronosporatabacina)病的抗性

[24]

用红麻炭疽菌、香蕉炭疽菌、菜豆炭疽菌、弱致病

[6][7]

;紫外线处理各种豆类的下胚

瓜类炭疽菌作诱导菌,预先接种黄瓜,可诱导黄瓜对瓜类炭疽病的系统抗性。李洪连等了黄瓜对炭疽病的抗性。骆桂芬

用柑橘炭疽菌诱导以东北霜霉菌作为

轴,也可使植株叶片获得对炭疽病的抗性。如菜豆下胚轴经紫外线照射24~48h,可使感病的菜豆品种变为抗病

[25]

。李保聚等应用高温(45~50 )处理黄瓜

[26]

诱导菌,成功诱导了黄瓜对霜霉病的免疫作用。1.2 化学诱导因子 化学诱导剂与化学杀菌剂的最大区别是:化学杀菌剂是通过直接杀菌而起作用,而作为SAR诱导的化学物质却不同,它必须满足以下三个

18个品种,结果发现各品种均不同程度获得了对黄瓜黑星病(Cladosporiumcucumerinum)的抗性

。低温也

能触发植物体内在的抗病防御机制,诱导植物产生抗病性。禾本科植物经低温(1 )锻炼后能提高对真菌

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究.植物病理学报,23(4):327~332

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的抗性。水稻经持续低温(!20 )7d就可抑制稻瘟病(Pyricalariaoryzae)的发生2 植物诱导抗病性的机制

不同的诱抗剂、不同的病原菌或不同的植物,其作用机理各不相同。关于诱导机理的研究主要集中在以下几方面: 改善土壤微生物群落,使其向有利于植物生长,增强作物抗病性的方向发展。如施用几丁质使土壤中对豌豆萎蔫病病菌有拮抗作用的微生物数量大大增加,从而减轻病害,用蟹壳处理土壤,能有效地防治萝卜黄化等枯萎病。#有些诱抗剂能对病菌本身产生作用,从而影响其致病性。如对病菌产生分解酶的抑制作用,抗真菌毒素作用及减少孢子的形成等。用葡萄糖、单半乳糖醛酸能降低番茄枯萎病的发生,就是由于抑制病原菌多聚半乳糖醛酸酶的作用。 化学诱抗剂作用于植物后,使植物的代谢发生变化,从而增强植物的抗病性。%物理因子诱导机制主要在于,植物在叶表面等部位形成角质、蜡质层、受伤组织周围形成木栓组织、植物组织的高度木质化、组织形成的各种树浆和树脂等,都可以有效地防御病原微生物的入侵。

植物诱导抗病性具有抗病谱广、持续时间较长、可控的抗病性表达时间和空间等优点,而且最为重要的是目前发现大部分诱导物对环境无污染。利用一些外界因子的刺激诱导植物产生抗病性,是植物病害防治的一条可行途径。

随着人们对植物诱导抗病性的认识不断深化,植物诱导抗病性的研究成果在植物病害防治中将有十分广阔和美好的应用前景。

(本文受江西省教育厅2010年度青年科技基金项目:GJJ10255和上饶师范学院2010年科技项目:201009资助)

主要参考文献

[1]KucJ.1982.Inducedimmunitytoplantdisease.Bioseienee,32

(1):845~860

[2]张元恩.1987.植物诱导抗病性研究进展.生物防治通报,3

(2):88~90

[3]Uknes,S.1993.Biologicalinductionofsystemicacquiredresistance

inArabidovsis.MolecularPlant-MicrobeInteract.6:692~698[4]AjlanAM,PotterDA,http://www.77cn.com.cnckofeffectofmosaicvirus-induced

systemicacquiredresistancetoanthtropodherbivoresintobacco.Phytopathology,8 …… 此处隐藏：3573字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……