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单词 植物诱导抗病性(Ⅱ)
释义

【植物诱导抗病性(Ⅱ)】
 

拼译:induced resiistance in plants(Ⅱ)
 

利用诱导因子预先处理植物,诱导其产生抗病反应,是植物病理学科中新发展的一个领域。

诱导植物抗病性是高等植物的一种生物“潜能”,一般处于关闭状态,只有经过诱导处理才能使这种“潜能”表达出来,使感病的植物表现抗病。它不仅为植物病害防治开辟一条新的途径,而且对揭示植物抗病本质也有重要意义;同时对研究植物性状表达和挖掘植物“潜在”的资源也有重要意义。

1901年,毕维尔(J.Beauverie)用加热方法处理得到了不致病也不形成孢子的灰葡萄孢,将之加入到种有秋海棠的土壤里,发现秋海棠不生病,而且还能抵抗有毒力的灰葡萄孢的侵染。这是首次报道的植物诱导抗病现象。1909年,毕纳德(N.Berneard,)发现兰科植物幼胚受到致病力弱的丝核菌侵染,以后再接种致病力强的丝核菌菌系,兰科植物幼胚则表现抗病。1923年,布郎(N.A.Brown)用热力杀死根癌细菌注射接种菊花,以后再用有毒力的活菌接种,也不形成肿瘤。

1929年,麦肯尼(H.H.Mckinney,)发现TMV株系间的交叉保护作用。1933年,赛拉曼(R.N.Salaman)用烟草花叶病毒(TMV)弱毒系G接种烟草8d后再接种中毒系L或强毒系S,发现有明显的保护作用。1941年,米勒(K.O.Muller,)在马铃薯块茎薯片上先接种晚疫病菌非亲和小种,以后再接种亲和小种,则表现有抵抗。1949年,海斯(H.Hess)把大小麦种子培养在麦根腐长蠕孢的培养滤液中,以后再用该菌孢子液接种大小麦幼苗,抗病性明显增强。

1951年,高又曼(E.Gäumann)在总结前人的工作之后,第1次提出了“诱导的抗侵染保护反应”,并解释说在病原物的侵染刺激下,使植物原来隐蔽而非常微弱的保护能力活化,从而产生新的保护能力,抵抗它原来不能抵抗的病害。此后,特别是70年代,植物诱导抗病性研究越来越受到重视。现在已对粮食作物、经济作物、蔬菜、果树等几十种植物的真菌、细菌、病毒等所致的许多病害的诱导抗病性进行了研究。有的已开始在生产上试用,取得明显的效果,如用弱病毒诱导柑桔抗速衰病、诱导番茄抗花叶病,用弱致病菌诱导甘薯抗枯萎病等。但是,多数研究工作仍处于实验阶段。当前的研究工作多集中在诱导抗真菌病害和病毒病害方面。

诱导植物抗真菌病害研究:如诱导黄瓜抗白粉病、炭疽病和枯萎病,诱导西瓜抗枯萎病和炭疽病,诱导菜豆抗炭疽病,诱导马铃薯抗晚疫病,诱导番茄抗枯萎病,诱导烟草抗霜霉病,诱导棉花抗枯萎病和黄萎病,诱导甘薯抗枯萎病,诱导小麦抗锈病和纹枯病,诱导水稻抗稻瘟病,诱导苹果抗炭疽病,诱导油茶抗炭疽病,诱导枸杞抗炭疽病等。70年代后期,库斯(J.Kuc’)用瓜类炭疽菌和烟草坏死病毒(TNV)等诱导接种黄瓜,能使黄瓜产生抗炭疽病和其他病害的能力。还发现黄瓜被诱导接种后产生一种“免疫信息”物质,通过韧皮部向植株上下传导,使整株表现抗病。通过嫁接还能使砧木的诱导抗病性传至接穗。用烟草霜霉病菌孢子液注射接种的烟草茎部,21d后保护作用达90%以上。河南农业大学曾研究西瓜诱导抗枯萎病、黄瓜诱导抗枯萎病和炭疽病、小麦诱导抗纹枯病等,都取得明显的防病效果。用弱致病菌和非致病菌都可以诱导产生抗病性。他们还从柑桔炭疽菌中提取出“激发子”,诱导接种黄瓜同样有效。此外,还研究了黄瓜诱导抗病的机制。

植物诱导病毒病研究:国内外用弱病毒诱导植物抗病毒病早有研究,如烟草诱导抗花叶病、番茄诱导抗花叶病、柑桔诱导抗速衰病等。田波等用弱毒疫苗N14诱导接种番茄,有明显的防病增产作用;还研究了番茄诱导抗病机制。

诱导植物抗细菌病害的研究:如对作物青枯病、黄瓜角斑病、根癌病等的诱导抗病性也都有研究报道。

诱导因子是指能诱导植物产生抗病性的物质。旧纳起来有3大类:(1)生物诱导因子:包括真菌、细菌、病毒等的强致病菌、弱致病菌、非致病菌和腐生菌等。还有诱导生物的培养滤液以及从诱导生物中提取的“激发子”,如脂多糖、葡聚糖、多肽、有机酸等。(2)化学诱导因子:如乙烯、聚丙烯酸、多聚腺苷酸、苯甲酸、阿斯匹林、苯硫脲、盐酸普鲁卡因、二氯环丙烷、高浓度的植物激素等。(3)物理诱导因子:如紫外线照射等。诱导技术是指用诱导因子接种或处理植物并产生诱导抗病性的方法和技术。常用的诱导方法有喷洒、浸种、浸根、注射等。诱导时期以植物幼芽或幼苗前期为好。诱导的次数,有的一次即可,有的需要两次。诱导剂量大时一般效果好,诱导后经过一段迟滞期才能表现出抗病性,少则经过1~2d,多者5~6d甚至更长的时间。

诱导抗病机制目前还不完全清楚。库斯认为,植物在诱导因子作用下产生一种可传导的“免疫信息”物质,这种物质受基因控制,该基因平时是关闭的,在诱导因子作用下才活化。这种“免疫信息”物质能激发植物产生与抗病有关的物质,如植保素、木质素、酚类物质、特种蛋白质等以及提高与抗病有关的酶活性,如过氧化物酶、多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶等。河南农业大学的研究也发现了这些抗病物质和酶活性的增强。

植物诱导抗病性的特征有以下几点:经过诱导处理后可以使感病的植物表现抗病;诱导抗病性一般没有明显的专化性;一般具有多抗性;多表现为整株抗病;抗病性持久或全生育期抗病,也有表现为阶段抗病或局部抗病;可以进行2次诱导接种处理,以保持更长的抗病时间。

从生物进化观点看,抗病应是高等植物的普遍现象,感病则是少有的例外现象。所有的高等植物都可能有不同程度的抗病“潜能”,由于这种“潜能”多处于关闭状态,抗病性表达不出来。如果能启动控制抗病“潜能”的基因,就能使抗病性表达出来。植物诱导抗病性研究就是开发利用植物抗病的“潜能”。

植物诱导抗病性研究还只是刚刚起步,还有许多问题需要研究解决。从现有的研究水平看,现在虽然还不能做到对栽培植物的“人工免疫”化处理,即诱导抗性处理,但是植物“人工免疫”的大门已开,许多弱病毒、弱菌株疫苗的应用.已取得明显效果。植物诱导抗病性研究,今后无论在理论上和应用上都将会有重大进展,植物“人工免疫”也将进一步发展。

【参考文献】:

1 Cost A S,Muller G W.Plant Disease,1980,64:538~541

2 Kuc J A.Bioscience,1982,32:854~860

3 Sequeira L.Annu.Rev.Microbiol,1983,37:51~79

4 田波,覃秉益,康良仪,等.植物病毒弱毒疫苗.武汉:湖北科学技术出版社,1985.1~284

5 李洪连,等.华北农学报,1991(增刊),133~137

6 王守正,李洪连,袁红霞.中国蔬菜,1992,5:46~49

(安徽省。农业科学院程翔撰;河南农业大学王守正教授审)

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