系統獲得抗性(SystemicAcquiredResistance,SAR)是植物在局部受病原(特別是壞死型病原)侵染后,誘導產生的一種廣譜、持久的全株抗病狀態。**提升SAR信號傳導效率**是增強植物(如、番茄)對花葉病毒(如TMV,CMV)等后續侵染抵抗力的重要策略。這可以通過應用SAR化學誘導劑(如水楊酸SA及其功能性類似物苯并噻二唑BTH、噻酰菌胺TI)或特定的生物激發子(如某些寡糖、脂肽)來實現。這些物質能夠模擬或強化植物自身的SA信號通路:SA是SAR的關鍵信號分子。外源應用誘導劑能直接提升植株體內SA水或SA下游信號轉導組分(如NPR1蛋白)。高效的信號傳導意味著:**信號放大:**局部處理點產生的SA信號能更快、更強地傳遞至全株。**響應增強:**遠端組織對SA信號的感知更靈敏,下游防御基因(如編碼PR蛋白:幾丁質酶PR-3、β-1,3-葡聚糖酶PR-2、PR-1蛋白等)的轉錄更迅速、更充分。染曲葉病煙株側芽萌發活力增強,補償主莖生長缺陷。草莓花葉病毒
花葉病(如TMV,CMV引起)通常從植株上部幼嫩葉片開始顯癥,逐漸向下蔓延。上部葉片嚴重花葉、畸形、甚至壞死,光合功能基本喪失。此時,**中下部葉片能否保持良好產能**成為決定終產量損失程度的關鍵。通過綜合管理措施(如選用中下部葉片耐病性強的品種、加強中后期鉀肥和微量元素的葉面補充、合理調控溫濕度減緩病毒增殖速度、應用誘抗劑增強植株整體耐受力),可以提升中下部葉片在病毒脅迫下的生理穩定性。其在于:**延緩病毒向下蔓延速度:**措施可能增強中下部葉片細胞的抗病毒能力或限制病毒在維管束中的移動,推遲其顯癥時間。**維持中下部葉綠體功能:**即使輕微,通過營養支持和抗保護,這些葉片葉綠體的光系統效率、Rubisco酶活性等關鍵光合參數能維持在較高水。**延長功能期:**避免中下部葉片因營養競爭加劇或病毒間接影響而過早衰老黃化。**優化冠層結構利用光能:**相對健康的中下部葉片能更有效地利用透射到下層的有限光照進行光合作用。生地花葉病毒病正確防治營養液促進木質素沉積,加固莖稈抗黑莖病機械強度。
曲葉病毒(TLCV)等雙生病毒后,煙株體內常發生劇烈的脅迫。病毒復制和侵擾會干擾細胞正常的還原衡,導致線粒體和葉綠體等細胞器中活性氧(ROS),如超氧陰離子(O??)、過氫(H?O?)和羥基自由基(·OH)的過量產生和積累。這些高活性的氧自由基會攻擊脂質(導致膜脂過)、蛋白質(使其失活或變性)、核酸(造成損傷突變),加速細胞損傷和葉片卷曲、黃化等癥狀。特定的營養液配方(富含抗物質前體如硫(參與谷胱甘肽合成)、錳/銅/鋅(SOD輔因子)、硒(GSH-Px成分),以及抗壞血酸、生育酚等)能夠增強植株的抗防御系統。一方面,它提高了關鍵抗酶(超物歧化酶SOD、過氫酶CAT、抗壞血酸過物酶APX、谷胱甘肽還原酶GR)的活性和含量,加速ROS的(如SOD將O??轉化為H?O?,CAT/APX進一步分解H?O?為水)。另一方面,提供充足的還原力(如抗壞血酸AsA、谷胱甘肽GSH),直接淬滅自由基并再生其他抗劑。通過有效提升植株整體的抗能力,營養液幫助病株更有效地由曲葉病毒誘導產生的過量氧自由基,減輕損傷對細胞器和生物大分子的破壞,從而緩解病毒癥狀(如減輕葉片畸形、壞死),維持細胞活力和功能。
在適宜的環境(如充足光照、適宜溫度)和營養(尤其是保證氮、磷、鉀和水分供應)條件下,煙株能夠發育出更大面積的葉片。葉面積的增大帶來了一個關鍵的生理效應:蒸騰作用(Transpiration)的增強。葉片是水分蒸騰的主要,更大的葉面積意味著有更多的氣孔和更大的蒸發表面,導致單位時間內通過植株散失到大氣中的水分量大幅增加。蒸騰作用產生的強大拉力(蒸騰拉力),是驅動植物體內水分和無機鹽長距離向上運輸(主要通過木質部導管)的主要原動力。隨著葉片蒸騰失水量的增加,木質部導管內的水勢變得更低(負值更大),形成從根系(土壤溶液水勢相對較高)到葉片(水勢低)的陡峭水勢梯度。這種增強的蒸騰流動力,如同一個更強勁的“水泵”,不僅加速了水分從土壤經根系向地上部的持續流動,更重要的是,它同時促進了溶解在水中的各種礦物質營養元素(如氮、磷、鉀、鈣、鎂、微量元素)以及根系吸收或合成的某些有機物質(如、部分氨基酸)向莖、葉、花、果等的快速、高效運輸和分配。這對于滿足地上部旺盛生長、光合作用、次生代謝物合成(包括抗病物質)以及終的產量形成都至關重要。野火病斑周圍形成木栓化隔離帶,有效阻止焦枯邊緣蔓延。
在花葉病毒(如TMV、CMV)的煙株上,通過系統性地應用病毒復制抑制劑(如寧南霉素、香菇多糖)、RNA沉默劑或誘導系統獲得抗性(SAR)的物質,可觀察到新生葉片中的病毒積累量(病毒RNA或衣殼蛋白濃度)低于早期的成熟或衰老葉片。這主要源于多重動態機制的協同作用:1)**新生葉天然屏障:**新生葉片細胞分裂旺盛,細胞壁結構相對致密,且尚未完全發育的維管束可能限制病毒的長距離移動效率。2)**誘導抗性建立:**處理了植株的RNA沉默(RNAi)或SAR防御機制。這些防御反應在新生的、代謝活躍的組織中建立得更快、更有效,能更敏銳地識別病毒核酸并啟動降解(RNAi途徑),或表達更高水具有直接抗病毒活性的病程相關蛋白(如PR蛋白,SAR途徑)。3)**資源分配改變:**處理可能優化了植株營養或狀態,使新生葉片能分配更多資源用于防御而非病毒復制。4)**病毒移動受限:**誘導產生的胼胝質等物質可能部分阻礙病毒通過胞間連絲(細胞間移動)或維管束(系統移動)向新生葉的擴散。葉片角質層增厚形成物理屏障,阻礙病菌分生孢子穿透侵染。南瓜花葉病毒病圖
黑莖病株噴施后,莖基部褐變區域新生健康組織加速覆蓋。草莓花葉病毒
黑腐病(如由*Xanthomonascampestris*pv.*campestris*引起)侵染十字花科作物莖部后,病原菌在維管束及髓部組織中大量繁殖,分泌胞外酶(如果膠酶、纖維素酶)降解細胞壁中膠層,導致髓部組織細胞離解、崩解,終形成空洞,植株易倒伏折斷,完全喪失價值。**延緩空洞化進程**的在于抑制病原菌的擴展和酶活性。通過選育抗(耐)病品種、噴施銅制劑或(如春雷霉素、中生菌素)進行早期防治、或應用誘導系統抗性(SAR)劑(如苯并噻二唑BTH),能多途徑干預這一過程:殺菌劑直接殺滅或抑制莖組織內的病原細菌種群增長,減少細菌總量及其分泌的細胞壁降解酶(CWDEs)的數量。誘導SAR則使植株在病原侵染前或侵染早期就處于“戒備狀態”,增強細胞壁木質化、富含羥脯氨酸糖蛋白(HRGP)沉積等物理加固,以及提前積累病程相關蛋白(如幾丁質酶、β-1,3-葡聚糖酶)來直接攻擊病原菌或抑制其酶活性。此外,維持植株健壯(合理施肥、避免傷口)也有助于限制病菌的初始侵染和擴展速度。草莓花葉病毒