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植物受病害侵害过程及预防方法

来源:http://www.zhibao17.com/ 更新时间:2013-02-01 阅览3904次

      植物病害流行学原理告诉我们,病害流行过程可看作是菌量积累的过程,只有菌量积累到一定程度,病害才会流行。而病害流行程度则取决于初始菌量和流行速度。化学诱导抗性与植物品种水平抗性很相似,后者在多数情况下是由几个基因来控制的,强度是数量特性。其作用,主要表现在提高侵染阀值。侵染的病原物可以在植物组织中缓慢地定殖下来,但其生长和发展的速率却受到明显的抑制,因而病害的潜育期延长了,初发病害的数量减少了,病斑的扩展减慢了,抱子形成的开始时间延缓了,产抱速度降低了,产抱期缩短了,从而接种体的数量及其形成的再侵染减少了。例如,用活化酷处理小麦后,感病品种中与抗病性密切相关的防御酶系的活性显著地提高了,形成再侵染的叶锈病病菌夏抱子数量明显地减少了。如前所述,三环哇处理水稻也能显著地降低稻瘟病病菌的产抱能力,减少分生抱子的数量和重复侵染,从而降低了流行速度和为害程度。
      根据植物病害快速诊断仪的诊断显示:植物在遭受病原物侵染时,通常会启动防御反应抗性机制,或出现局部的防卫性过敏反应,或表现为系统获得抗性。植物无论是抗病的还是感病的都具有潜在的防御反应抗性机制。植物受到外界刺激时,防御系统被激活,其防御反应基因通过识别、信号传递和诱导表达,体现出新陈代谢过程中的酶促生理反应。然而,基因的识别和调控机制以及信号传导途径间的网络联系错综复杂,其中存在着水杨酸及茉莉酸和乙烯等信号传导途径。植物以何种途径介导对病原物的抗性取决于“寄主一病原物”互作体系,不同互作体系产生系统获得抗性的信号种类和传导途径各不相同,其抗病防御反应的特点也可能存在差别。并且,几种传导途径往往互相交叉、平行或叠加,具有相互调节及协同表达的作用。乐美胜研究水稻和稻瘟病病菌不同亲和程度的互作关系中的信号传导及防御反应基因诱导表达的结果表明,稻瘟病菌诱导了各种互作关系中水稻OsLOX.OsAOS和OsPAL酶合成基因的表达,水稻启动了茉莉酸和水杨酸防御反应信号传导途径。同时,水稻中OsPR基因的诱导表达水平直接影响病程相关蛋白的合成和积累,水稻防御反应转录因子调控基因也被稻瘟病病菌持续稳定地诱导。而这些防御反应相关基因的诱导表达都与水稻抗病性密切相关。徐海涛等研究指出,在立枯丝核菌与水稻互作关系中,病原菌产生的2类致病相关因子—毒素和细胞壁降解酶都可以诱导水稻植株过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶等防御酶系的活性,尤以毒素的诱导作用比较明显,并致使寄主植物产生阻遏病原物侵染和扩展的机能。
      许多研究结果都表明,植物自身潜在的防御反应抗性可以通过生物因子、物理因子和化学因子诱导产生。这些因子以外源激发子刺激寄主受体产生防卫信号,并通过一系列信号传导网络的传递,诱导植物防御反应基因的持续激活、增强和表达,提高防御酶系的活性,形成抗病性物质,防止病原物的侵染或抵御其他致病因子的侵害。有不少化学物质都具有诱导植物系统获得抗性的作用,如水杨酸、苯并唆二,2,6一二氯异烟酸,烯丙苯唆哇和壳聚糖等,但能商品化的化学诱导剂并不多。
研究证明,水杨酸作为激活植物抗性反应并使之产生系统获得抗性的信号分子,其诱导作用是无疑的。水杨酸与其靶细胞上受体结合而形成水杨酸一受体复合物,并将信息经复杂的传递、转录而直接诱导某些(如过氧化氢酶、甘露醇脱氢酶)基因表达,或者增强激发子处理后另一些(如苯丙氨酸解氨酶、病程相关蛋白)抗性基因的诱导表达,甚至在植物遭受病原物侵害时促使某些基因的协同表达。同时,也可通过活化各种防御酶系促进内源水杨酸的合成和积累,并使防御反应持续进行。水杨酸能诱导许多(如水稻、黄瓜、烟草及菜豆等)单、双子叶植物的抗病性,但由于它对许多植物的安全临界浓度范围很窄,容易造成药害。众所周知,植物病害的发生是在一定环境条件下病原物与寄主互作的结果。上述2种杀菌剂均显示出既作用于病原物,或抑制其生长、发育、繁殖,或妨碍其侵染,又诱导了寄主防御反应基因的表达,提高了寄主植物的抗病性,甚或两者起到协同作用,从而严重影响病原物一寄主的互作关系,达到防病之目的。无疑,这也给新杀菌剂的研究开发以重要的启示。
      植物病害的化学防治主要针对病原菌,在病虫调查统计器显示植物遭受病虫害侵袭的时候,就采取有效措施,以高毒力的杀菌剂杀灭或抑制病原菌达到防治目的。随着科学的进步和认识的深化,今后用于防治植物病害的药剂似乎可以在抑制病原菌生长、繁殖和侵染的同时,冀求通过其刺激诱导寄主植物抗病基因的表达,调动寄主植物自身潜在的防御反应机制,提高抗病性,以便在病原物一寄主的互作关系中,充分发挥药剂的抑菌和诱导寄主抗性的协同作用,使之不利于病原物而有利于寄主,从而有效地控制病害的发生流行。为此,可考虑从分子生物学的水平对药剂一病原物一寄主3者及其相互关系进行更深入的研究,进一步明确杀菌剂作用机制和植物抗病性诱导机制,着力开发兼具抑制病原菌和诱导寄主抗性的药效比较高且较稳定、持久、安全而又经济实用的新型杀菌剂,并配合诸如合理混用或混配等应用技术和措施,使之发挥更大的作用。这对于植物病害的综合治理将具有较重要的意义。
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