微生物诱导的植物系统抗性

综述了由植物病原菌和非病原性的根际促生菌诱导产生的两种植物系统抗性:系统获得性抗性(SAR)和系统诱导抗性(ISR),比较了两类系统抗性的诱导、信号分子和机理的异同点,阐述了信号分子水杨酸在系统获得性抗性诱导过程中的作用及茉莉酸和乙烯在系统诱导抗性产生过程中的作用。     

系统获得性抗性移动信号Pip/NHP研究进展

系统获得性抗性(SAR)是一种因病原微生物初次侵染植物局部叶片而被激活的整株水平上的持久广谱抗性。在初次侵染部位快速产生的抗性信号,可通过韧皮部传输到植物其它部位,从而激活SAR。哌啶酸/N-羟基哌啶酸(Pip/NHP)作为新发现的移动信号分子,在SAR信号通路中具有重要作用。该文综述了Pip/NHP的合成、转运以及对SAR调控作用的最新研究进展。     

水杨酸诱导普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病性的研究

普通菜豆是人类主要食用豆类之一,其营养价值高、栽培面积大。镰孢菌枯萎病是普通菜豆典型的土传病害,给普通菜豆生产带来严重损失。水杨酸(SA)被认为是诱导植物抗病反应的重要信号分子之一,参与植物的过敏反应(HR)和系统获得性抗性反应(SAR)。本研究通过不同植物激素处理普通菜豆BRB-130,结果表明,SA处理普通菜豆叶片使植株根中SA的含量升高,并显著提高植株对枯萎病原菌FOP-DM01菌株的抗性。SA诱导普通菜豆根组织中苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶活性及过氧化氢的含量显著升高,从而诱导普通菜豆产生HR和SAR。因此,SA作为普通菜豆抗病信号途径中重要的化学激活因子,能够显著提高普通菜豆对枯萎病原菌的抗病性,为发展环境友好型化学农药提供新的思路。     

植物系统获得性抗性的信号转导

坏死病原菌（necrotizingpathogen）的侵染或者一些化学因子的处理能诱导植物的非侵染或非处理部位产生对多种病原再侵染产生抗性,即系统获得性抗性（systemicacquiredresistance,SAR）。获得系统抗性的组织中SAR基因产物的累积和防卫反应的潜在诱导增强（potentiation）是其两类抗病机制。SAR至少有通过水杨酸（salicylicacid,SA）或茉莉酸（jasmonicacid,JA）、乙烯（ethylene）为系统信号分子的两类信号转导途径。遗传分析已用于SAR产生的信号转导过程的分析,一些与SAR信号转导相关的基因已经和正在克隆,这些基因具有明显提高植物广谱抗性的潜能。     

南美斑潜蝇幼虫为害对黄瓜叶片中水杨酸和茉莉酸的诱导作用

【目的】为揭示南美斑潜蝇Liriomyza huidobrensis (Blanchard)与其寄主相互作用的机理, 为利用诱导抗性控制南美斑潜蝇的发生为害奠定必要的基础。【方法】本文采用高效液相色谱法（HPLC）和超高效液相色谱法-质谱联用法（UPLC MS）, 分别测定了南美斑潜蝇幼虫为害对黄瓜叶片中茉莉酸（jasmonic acid, JA）和水杨酸（salicylic acid, SA）的诱导作用。【结果】南美斑潜蝇幼虫持续为害1 d后, 受害黄瓜叶片内JA含量即显著高于健康对照, 轻度受害处理和重度受害处理分别在第3天和第5天上升幅度最大, 分别比健康对照增加2.01倍和1.62倍; 而SA含量在3 d后才显著高于健康对照, 轻度受害处理和重度受害处理在第9天上升幅度最大, 分别比健康对照增加4.66倍和1.67倍; 轻度受害对JA和SA的系统诱导作用不明显, 而重度受害对JA和SA具有明显的系统诱导作用。【结论】南美斑潜蝇幼虫为害对黄瓜叶片内JA和SA具有诱导作用。     

茉莉酸与植物抗性相关基因的表达

茉莉酸(jasmonic acid,JA)及其甲酯(MeJA)是调节高等植物的发育、应答外界刺激、调节基因表达的天然高等植物激素.JA最初是从真菌Lasiodiplodia theobromae培养液中分离到的.已研究过的所有高等植物中都有JA,估计其正常水平＜10μmol·L-1.植物组织中JA的水平在花和果实等繁殖器官特别是未成熟的果皮中最高,根和成熟的叶片中则低得多.JA在植物组织中的液相和气相中可快速运动.1nmol·L-1的JA和1μmol·L-1的MeJA就能诱导植物基因表达水平的变化[1].     

病程相关基因非表达子1（NPR1）：植物抗病信号网络中的关键节点

最早从拟南芥（Arabidopsis thaliana）中克隆到的NPR1（nonexpressor of pathogenesis-related genes 1）基因是调控植物病害抗性的一个关键基因。它不仅对植物系统获得抗性（systemic acquired resistance,SAR）和诱导系统抗性（induced systemic resistance, ISR）起核心调控作用,而且是植物基础抗性（basic resistance）以及由抗病基因（resistance gene,R）决定的抗性的重要调控因子。氧化突发（oxidative burst）造成的强还原势导致NPR1蛋白还原成单体,以及NPR1单体在细胞核内的积累是诱导水杨酸（salicylic acid,SA）介导的PR（pathogenesis-related）基因表达和SAR产生的充分必要条件。NPR1通过与TGA转录因子的相互作用调控PR基因表达。NPR1作为多种信号途径的交叉点,与某些WRKY转录因子和NPR4一起,在调节和平衡SA和茉莉酸信号传导途径中起关键作用。NPR1的这种调控作用在细胞质内进行,通过遗传工程将其用于植物保护有很好的应用前景。     

水杨酸在AM真菌侵染和诱导植物抗病性中的作用

水杨酸（SA）是一种广泛存在于高等植物体内的酚类物质,是肉桂酸的衍生物,在植物许多生理过程中发挥重要作用（原永兵和曹宗巽,1994）,如诱导某些植物开花和气孔关闭;导致天南星科植物的佛焰花序产热;促进侧芽萌发;抑制乙烯的生物合成;调节某些植物的光周期;影响黄瓜的性别分化等（Wang＆Tsao,1979）;因而Raskin提出SA是一种新的植物激素（Raskin,1992）.许多试验证明SA是重要的能够激活植物过敏反应（HR）和系统获得抗性（SAR）的内源信号分子（Malamy et a1.,1990）,能诱导烟草和黄瓜等植物对细菌、真菌、病毒等多种病害的抗病性（原永兵等,1997）.     

系统素、茉莉酸在番茄系统伤反应中的作用

当植物受到机械损伤或昆虫伤害时,植物体会在受伤部位产生伤信号分子启动防御基因的系统表达,蛋白酶抑制剂基因是防御基因的一典型代表.番茄是研究植物系统伤信号很好的模式植物,目前,三种类型的番茄系统伤信号突变体被鉴定出来,通过对番茄系统伤信号突变体进行功能分析并在它们之间进行相互嫁接实验,研究结果表明系统素和茉莉酸通过同一信号通路来激活防御基因的系统表达.系统素(或它的前体原系统素)在受伤部位激活茉莉酸的合成,使之达到系统反应的水平,应对外来伤害;茉莉酸或其衍生物是重要的系统伤信号分子,它诱导伤防御基因的系统表达.植物的系统伤反应可比做动物的炎症反应,它们之间有许多相似之处.     

转录因子WRKY和NPR1在系统获得抗性信号转导中的相互作用机制

WRKY和NPR1是系统获得抗性（SAR）信号转导途径中的2类重要转录因子。简要讨论了WRKY和NPR1在水杨酸（SA）诱导的SAR信号转导途径中的相互作用,以及进一步认识这种相互作用机制对提高植物自身抗性的广泛应用前景。