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[摘要]由于农药的公害问题、病菌抗药性以及作物品种抗病性丧失等问题的突出,诱导抗病性引起了人们越来越浓厚的兴趣,成为一个非常活跃的领域。本文通过查阅国内外相关文献,研究了诱导植物抗病性基因的方法和手段。
[关键词]诱导;抗病性;原理;SAR
中图分类号:J522.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)06-0224-01
植物在其长期的进化过程中常受到一些病原微生物的侵袭,它们在生态系统中长期并存,相互影响,乃至协调进化,在这一过程中植物逐渐获得了一系列防御机制来保护自己。植物和动物一样,也具有免疫能力。20世纪60年代初,Ross研究烟草花叶病毒提出了植物系统获得抗病性(SAR),即当坏死型病原物或筛选的诱导菌侵染或某些化学制剂诱导处理后,某些植株可以对随后病原物的侵染产生抗性。而这些可以诱导植物产生SAR的生物和化学制剂就称为抗病诱导剂或激发子。诱抗剂能够诱发植物自身的免疫系统,最终是植物获得抵御病害的能力,而且在植物发病前施用,以预防为主,使植物更加健康地生长,并杜绝或减少化学农药对植物的破坏。所以,目前分析筛选出合适、高效的植物诱抗剂一直使人们探索的焦点。
目前,已知能够诱导植物产生SAR,具有应用潜力的化合物有很多种,包括無机化合物、天然有机化合物以及合成有机化合物。但根据人们对植物抗病诱导剂统一的要求,即(1)化合物及其代谢物没有直接的抗菌活性;(2)诱导所获得的抗菌谱与生物诱导的抗菌谱一致;(3)诱导与病原激发的SAR有相同的标志基因的表达。符合这一标准的真正意义上的植物抗病诱导剂有水杨酸及其衍生物,二氯异烟酸以及苯并噻二唑类化合物,酶类、寡糖类作为抗病诱导剂的研究也取得了一定的成绩。
对于植物抗病诱导剂诱导植物产生抗性的机理目前研究得还不是十分清楚。根据已有的研究显示它是一个包括酶及基因激活、信号传输及植物组织生理化发生变化的复杂过程。一般认为,植物受坏死型病原物侵染或外源生化制剂处理后,处理部位产生系统性信号,经韧皮部传导到未处理部位。
现已确认,植物体本身也存在着抗病基因。关于抗病基因的作用机理有三种假说,分别是(1)基因对基因假说;(2)激发子/受体模型;(3)防卫假说。
外源诱发的SAR具有区别于其他抗性的四大特点:一是系统性,即SAR表现在植株的非诱导因子处理部位;二是持久性,即SAR产生后可维持几周甚至几个月;三是广谱性,即SAR同时对若干真菌、细菌、病毒所致病害产生抑制作用;四是安全性,这些诱导剂本身对病菌并不产生毒杀作用,而是诱导植物体本身产生抗性,故对环境不产生副作用。除了这四大特点外,还具有(1)多样性;(2)非特异性;(3)迟滞性;(4)相对性;(5)遗传性;(6)传导性;(7)有条件性。
SAR是植物抗病性的一种重要表现形式。人们正致力于将SAR诱导因子作为农药的替代品应用于农作物的保护。虽然现在有关植物诱导抗病性的研究及应用已得到人们的重视,但还存在一些问题:(1)诱导抗病的作物对象和病害种类、范围仍需扩大;(2)建立方便、简单、有效的悬浮细胞筛选模型体系;(3)在实验工作的基础上,进一步进行小田和大田实验;(4)着眼于天然产物及其衍生物进行筛选;(5)化学诱导抗病剂对作物生长发育、产量及环境的影响;(6)施用方法的研究。由此可见,虽然近来对植物诱导抗病机理的研究取得了令人鼓舞的进展,但仍需要进行深入的研究。
利用植物自身的防卫体系,提高植物抗病能力是植物病害防治的一种新思维,并具有广谱、抗性持久且稳定、无污染、操作简便等特点。国内外已有将诱导因子应用于大田作物的尝试,并取得了良好的防治效果,表明筛选出广谱、高效、无毒的诱导抗病剂是植物病号防治的一条可行途径。然而目前这方面在蔬菜上的研究还不足,而且在我国北方番茄是比较主要的蔬菜,但病害近年来危害很大,所以找到理想的诱导番茄产生抗病性的药剂迫在眉睫。本试验主要目的是在几种番茄诱抗剂中选出比较好的配方,来提高番茄的抗病能力。相信随着研究的不断深入,有越来越多的能真正应用于实践的植物诱导抗病剂问世,植物诱导抗病性的研究和应用将展示出美好的前景。
[关键词]诱导;抗病性;原理;SAR
中图分类号:J522.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)06-0224-01
植物在其长期的进化过程中常受到一些病原微生物的侵袭,它们在生态系统中长期并存,相互影响,乃至协调进化,在这一过程中植物逐渐获得了一系列防御机制来保护自己。植物和动物一样,也具有免疫能力。20世纪60年代初,Ross研究烟草花叶病毒提出了植物系统获得抗病性(SAR),即当坏死型病原物或筛选的诱导菌侵染或某些化学制剂诱导处理后,某些植株可以对随后病原物的侵染产生抗性。而这些可以诱导植物产生SAR的生物和化学制剂就称为抗病诱导剂或激发子。诱抗剂能够诱发植物自身的免疫系统,最终是植物获得抵御病害的能力,而且在植物发病前施用,以预防为主,使植物更加健康地生长,并杜绝或减少化学农药对植物的破坏。所以,目前分析筛选出合适、高效的植物诱抗剂一直使人们探索的焦点。
目前,已知能够诱导植物产生SAR,具有应用潜力的化合物有很多种,包括無机化合物、天然有机化合物以及合成有机化合物。但根据人们对植物抗病诱导剂统一的要求,即(1)化合物及其代谢物没有直接的抗菌活性;(2)诱导所获得的抗菌谱与生物诱导的抗菌谱一致;(3)诱导与病原激发的SAR有相同的标志基因的表达。符合这一标准的真正意义上的植物抗病诱导剂有水杨酸及其衍生物,二氯异烟酸以及苯并噻二唑类化合物,酶类、寡糖类作为抗病诱导剂的研究也取得了一定的成绩。
对于植物抗病诱导剂诱导植物产生抗性的机理目前研究得还不是十分清楚。根据已有的研究显示它是一个包括酶及基因激活、信号传输及植物组织生理化发生变化的复杂过程。一般认为,植物受坏死型病原物侵染或外源生化制剂处理后,处理部位产生系统性信号,经韧皮部传导到未处理部位。
现已确认,植物体本身也存在着抗病基因。关于抗病基因的作用机理有三种假说,分别是(1)基因对基因假说;(2)激发子/受体模型;(3)防卫假说。
外源诱发的SAR具有区别于其他抗性的四大特点:一是系统性,即SAR表现在植株的非诱导因子处理部位;二是持久性,即SAR产生后可维持几周甚至几个月;三是广谱性,即SAR同时对若干真菌、细菌、病毒所致病害产生抑制作用;四是安全性,这些诱导剂本身对病菌并不产生毒杀作用,而是诱导植物体本身产生抗性,故对环境不产生副作用。除了这四大特点外,还具有(1)多样性;(2)非特异性;(3)迟滞性;(4)相对性;(5)遗传性;(6)传导性;(7)有条件性。
SAR是植物抗病性的一种重要表现形式。人们正致力于将SAR诱导因子作为农药的替代品应用于农作物的保护。虽然现在有关植物诱导抗病性的研究及应用已得到人们的重视,但还存在一些问题:(1)诱导抗病的作物对象和病害种类、范围仍需扩大;(2)建立方便、简单、有效的悬浮细胞筛选模型体系;(3)在实验工作的基础上,进一步进行小田和大田实验;(4)着眼于天然产物及其衍生物进行筛选;(5)化学诱导抗病剂对作物生长发育、产量及环境的影响;(6)施用方法的研究。由此可见,虽然近来对植物诱导抗病机理的研究取得了令人鼓舞的进展,但仍需要进行深入的研究。
利用植物自身的防卫体系,提高植物抗病能力是植物病害防治的一种新思维,并具有广谱、抗性持久且稳定、无污染、操作简便等特点。国内外已有将诱导因子应用于大田作物的尝试,并取得了良好的防治效果,表明筛选出广谱、高效、无毒的诱导抗病剂是植物病号防治的一条可行途径。然而目前这方面在蔬菜上的研究还不足,而且在我国北方番茄是比较主要的蔬菜,但病害近年来危害很大,所以找到理想的诱导番茄产生抗病性的药剂迫在眉睫。本试验主要目的是在几种番茄诱抗剂中选出比较好的配方,来提高番茄的抗病能力。相信随着研究的不断深入,有越来越多的能真正应用于实践的植物诱导抗病剂问世,植物诱导抗病性的研究和应用将展示出美好的前景。