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2005年10月18日 作者:ctnyzn [返回]
水杨酸可提高植株诱导过程中的抗逆性

  在植株的诱导过程中,关键一点就是胁迫环境下造成植株对外界抗逆性(抗病性)的明显下降,针对这个问题,我们进行了增强植株抗逆性的相关研究,发现水杨酸可以起到提高抗逆性(抗病性)的作用,其作用机理如下.

  一、植物本身具有许多不同的防御机制以抵抗病原的侵犯,当受到感染时,除了感染组织产生过敏反应(hypersensitive response,HR)外,还能诱导未感染之组织产生非专一性的抗病反应,称之为系统性抗病反应(systemic acquired resistance, SAR);在植物受病原感染的状态下,区域或全面性组织中的水杨酸(salicylic acid, SA)会大量累积并进一步引起病程相关蛋白(pathogenesis related protein, PR protein)的表现。水杨酸的合成目前被证实有两条途径,推测HR和SAR的水杨酸合成可能各不相同;一些报告指出在区域性感染的大量水杨酸会运输累积于未感染组织而引发SAR,也有其他的报告说明水杨酸是藉由诱导其他信号转导而诱导SAR; 关于水杨酸如何诱发SAR之机制目前仍未清楚,但水杨酸的确在诱导SAR中扮演关键性的角色。 针对这些机理,我们可以在诱导前期与后期,阶段性地补充外源水杨酸以提高诱导过程中的抗逆性问题.

二、植物在一般环境下会进行一些与氧有关的生理代谢,如同光合作用、呼吸作用等,这些代谢会的生一些氧中间代谢产物(ROIs, reactive oxygen intermediates),包括过氧化氢、氢氧根离子、超氧阴离子、单线态氧、甚至是一氧化氮、过氧化脂质。这些物质对细胞是有毒性的,而在接近2002年的一些研究显示,这些ROIs可以对逆境反应(stress-response)及防御途径(defense pathways)做为活化的信号。另一方面,植物细胞至少有两套ROI清除(scavenging of ROIs)机制来调节细胞内的ROI浓度。当植物受到病原体感染或是非生物逆境(abiotic stresses)之后,会造成活性氧物质(ROS, reactive oxygen species)产量短暂上升以及离子流(ion fluxes),这些会造成包括局部的程序性细胞死亡(PCD, programmed cell death)以及系统对于逆境及病原菌之抗性的提升。植物中的氧化逆境反应迄2001年仍未被清楚了解。水杨酸(SA, salicylic acid)在植物防疫中扮演多重的角色,可以加强植物抗性,植体受到逆境之后,水杨酸浓度会提高,有七种受SA诱导的蛋白质被发表,其中四种与抗逆境有关,而水杨酸本身可以和过氧化氢酶结合,抑制其作用,打断过氧化氢被分解的途径之一,进而提高氧化逆境,以促进植物的抗病及抗非生物逆境力。根据这些机理,在诱导胁迫下,利用外源水杨酸可作为植株体内自由氧的清除剂,以保护植物不受胁迫之伤害,以实现诱导的渐变,达到植物在非生物环境胁迫下生理机能与形态的转变,形成一种良好的生态适应性。

   目前我们,在诱导上,已把水杨酸作为诱导过程中提高植株抗性的一种外源激素来使用,取得了较好的效果,使诱导的伤害及病原侵害率大在降低。

 

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