對植物病害抗劑的研究
生理生化機(jī)制
植物病害誘導(dǎo)抗病性是指利用植物本身的防衛(wèi)體系,在最初感染病害時就能被外界因素激發(fā)的植物本身的整體抗性水平。能激發(fā)作物產(chǎn)生誘導(dǎo)抗病性反應(yīng)的物質(zhì)則稱為植物病害誘抗劑。它是化學(xué)農(nóng)藥繁榮發(fā)展造成不良后果之后的必然產(chǎn)物,它以其用量小、環(huán)境相容性好的優(yōu)點(diǎn),將成為防治植物病害的化學(xué)農(nóng)藥的有效替代品。在病菌的濾液中可能含有能誘導(dǎo)植物抗病的物質(zhì),因而激發(fā)了植物病理學(xué)家們?nèi)パ芯窟@種誘導(dǎo)植物抗病物質(zhì)的本質(zhì),以便尋找能夠產(chǎn)生誘導(dǎo)抗性的物質(zhì)。
分子生物學(xué)機(jī)理
用誘抗劑處理煙草可誘導(dǎo)煙草9種基因的表達(dá),其他植物也有不同數(shù)目和類型基因的表達(dá)。防衛(wèi)基因種類在各種抗性類型中都是相似的,都經(jīng)歷信號識別、信號傳導(dǎo)和基因轉(zhuǎn)錄活化與表達(dá)3個基本環(huán)節(jié)。當(dāng)誘抗劑施用于植物上時,誘抗劑作為激發(fā)子首先與受體進(jìn)行分子識別,通過構(gòu)型變化激活胞內(nèi)有關(guān)酶的活性,進(jìn)一步修飾胞內(nèi)基質(zhì)后產(chǎn)生激活性和適應(yīng)性信號分子,并通過對特殊基因的調(diào)節(jié)激發(fā)防衛(wèi)反應(yīng)。目前已證實(shí)水楊酸可能是誘導(dǎo)抗性中的一個重要的信號傳導(dǎo)分子,水楊酸與植物體內(nèi)一種同源型過氧化氫酶基因結(jié)合,形成一種作為水楊酸的生物學(xué)靶蛋白質(zhì),在誘導(dǎo)抗病中起重要作用。
水楊酸在此過程中也可能是作為一種電子供體,為過氧化氫酶的過氧化提供電子,使水楊酸變?yōu)檠趸瘧B(tài)的水楊酸自由基,同時抑制過氧化氫酶的活性, 產(chǎn)生水楊酸,這可能涉及到水楊酸信號傳導(dǎo)途徑,進(jìn)而誘導(dǎo)植物的抗病性。已有許多證據(jù)證實(shí),蛋白質(zhì)激酶也參與了信號傳導(dǎo)途徑。當(dāng)植物細(xì)胞與病原菌誘抗劑相互作用時,蛋白質(zhì)激酶活性增加。植物基因之所以能在誘導(dǎo)后表達(dá),是因?yàn)樵谀承┗虻纳嫌未嬖谥瘜W(xué)可誘導(dǎo)的啟動子。
多年來利用化學(xué)農(nóng)藥防治植物病蟲害給世界的糧食生產(chǎn)挽回了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,但不可否認(rèn)的是生態(tài)環(huán)境的污染和破壞也使人們付出了沉痛的代價,同時食品中的農(nóng)藥殘留又直接危害了無數(shù)人的健康。植物病害誘抗劑在很低濃度下即可被植物識別為信號物質(zhì),誘發(fā)植物自身的免疫系統(tǒng),最終使植物獲得抵御病害的能力。因此,植物誘抗劑可稱得上是植物的/疫苗，在植物發(fā)病前施用,以防為主,使植物更加健康地生長,從而杜絕或減少化學(xué)農(nóng)藥的使用。目前,商品化的誘抗劑已經(jīng)面世。相信在不久的將來,隨著分子學(xué)領(lǐng)域研究的不斷深入, 低廉、高效、安全和穩(wěn)定的誘抗劑將會不斷地被開發(fā)出來應(yīng)用于農(nóng)作物的保護(hù),成為21世紀(jì)新型的生態(tài)農(nóng)藥。中國糧油儀器網(wǎng) http://m.feta-virtual.com/
