曲葉病(如由煙粉虱傳播的雙生病毒引起)導致主莖嚴重矮化、節間縮短、葉片卷曲畸形,基本喪失經濟價值。此時,**側芽萌發活力增強**成為植株尋求生存和補償產量的關鍵途徑。通過栽培管理(如適度打頂延遲、加強水肥供應)或外源施用促進側芽生長的植物生長調節劑(如低濃度細胞分裂素CTK),可以刺激染病煙株中下部原本受抑制的腋芽萌發和生長。其生理基礎在于:病毒侵染雖然抑制了主莖頂端分生組織活性,但可能相對減輕了對側芽的直接抑制或改變了植株內源衡(如降低生長素IAA水,相對提高CTK水)。人為干預則進一步強化了這一趨勢:外源CTK直接促進側芽細胞分裂;充足的水肥(尤其是氮鉀)為側枝生長提供物質和能量保障;適度延遲打頂避免了對側芽的機械損傷和頂端優勢的過早解除。因此,即使主莖嚴重受損,植株中下部能抽生出更多、更健壯的側枝(煙杈)。這些新生的側枝通常受病毒影響較小(病毒可能未系統性侵染或濃度較低),能夠進行相對正常的生長和葉片展開。染斑萎病煙株在營養液支持下,頂梢黃化萎縮趨勢得到有效遏制。生物上的花葉病毒
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。大豆花葉病毒的發生針對花葉病,病葉光合功能維持時間明顯延長。
通過噴施硅酸鉀溶液或特定生物刺(如油菜素內酯類似物),可誘導葉片表皮細胞加速合成并分泌角質(Cutin)、蠟質(Wax)等疏水性物質。增厚的角質層形成致密的物理-化學復合屏障:其**物理層面**提升了表皮細胞的機械強度,增加了分生孢子萌發后芽管穿透細胞壁所需的機械阻力;**化學層面**則因蠟質成分(長鏈烷烴、酯類)的改變增強了疏水性,使水滴難以滯留,減少了孢子附著和萌發所需的液態水膜環境。同時,增厚的角質層阻礙了病原(如赤星病菌*Cercosporanicotianae*、黑脛病菌*Phytophthoranicotianae*)分泌的角質酶與底物的有效接觸,延緩了酶解過程。這種強化屏障使分生孢子的芽管難以穿透表皮細胞壁建立侵染釘,有效降低了病原菌成功侵入的概率,是預防葉部病害的道堅實防線。
許多病害(如病、銹病)的病原菌依賴在植物表皮細胞內或細胞間形成特殊的侵染結構——吸器(Haustorium),用以穿透細胞壁、建立營養通道、從寄主細胞內吸取養分。**病菌吸器形成受阻**是阻斷這類病害發展的關鍵環節。通過應用具有特異作用機制的殺菌劑(如甾醇生物合成抑制劑SBIs:三唑類、嘧菌酯等呼吸抑制劑,或苯并咪唑類干擾細胞分裂劑),或誘導植物產生抗穿透的物理/化學屏障(如胼胝質沉積、富含羥基脯氨酸糖蛋白HRGP積累),可以有效干擾吸器的形成和功能。SBIs破壞細胞膜重要組分麥角甾醇的合成,導致吸器母細胞和初生吸器發育畸形、膜功能喪失。呼吸抑制劑則切斷吸器發育所需的能量供應。植物自身誘導的胼胝質等物質在侵染點下方沉積,形成物理障礙,阻礙吸器釘穿透細胞壁或與原生質膜建立有效連接。吸器形成受阻的直接后果是病原菌無法從寄主細胞有效獲取養分,其菌絲生長和繁殖受到嚴重抑制。反映在病害癥狀上,直觀的表現就是**病斑粉狀物(病的分生孢子梗和孢子、銹病的夏孢子堆)覆蓋面積的縮減**。促進根系分泌抑菌物質,抑制青枯病菌在根際土壤的繁殖密度。
當煙株受到某些誘導因子(如特定抗病毒制劑、激發子或營養調控)作用后,其細胞間連絲(Plasmodesmata)的結構和功能可能發生改變。細胞間連絲是植物細胞間進行物質和信息交流、也是病毒粒體(如花葉病毒TMV)在葉肉組織內進行細胞間移動的關鍵通道。這種改變可能涉及連絲通道孔徑的物理性收縮、連絲腔內充滿胼胝質(Callose)沉積物、或連絲相關蛋白(如運動蛋白受體)的修飾和抑制。花葉病毒編碼的運動蛋白(MovementProtein,MP)通常具有擴大連絲孔徑、形成管狀結構以運輸病毒核酸復合體的功能。然而,在受到調控的植株中,運動蛋白與修飾后的連絲的相互作用效率下降,其“開孔”能力被削弱或阻斷。同時,胼胝質的快速沉積在連絲通道周圍形成物理屏障,進一步限制了病毒粒體或核酸復合體通過連絲進行胞間轉運的速率和效率。其結果是,即使病毒成功侵染了初始細胞,它向周圍相鄰葉肉細胞擴散的速度被延緩,病毒侵染灶的擴展范圍受到限制,有效降低了病毒在葉片組織內的系統性積累速度,減輕了癥狀的嚴重程度和擴散面積。青枯病株莖橫切面出現新生導管,恢復水分運輸功能。人參花葉病毒病圖片
染曲葉病煙株側芽萌發活力增強,補償主莖生長缺陷。生物上的花葉病毒
當煙株感知到青枯病菌(*Ralstoniasolanacearum*)侵染或其激發子時,會迅速其的防御代謝途徑——苯丙烷代謝途徑。這一途徑的涉及一系列關鍵酶(如PAL,C4H,4CL)活性的快速上調。代謝流通過此途徑被導向合成多種具有直接活性的次生代謝產物,即植保素(Phytoalexins)。在中,關鍵的植保素包括萜類化合物(如辣椒醇)和酚類化合物(如綠原酸、類黃酮衍生物)。這些植保素在病菌侵染點及其周圍組織中大量積累。它們的作用機制多樣:可直接插入或破壞細菌的細胞膜,導致膜通透性增加、內容物外泄;可干擾細菌的酶活性或能量代謝;可作為還原劑產生活性氧殺傷細菌;或干擾細菌的群體感應(QuorumSensing)信號系統,抑制其毒力因子的表達。植保素在侵染位點形成高濃度的微環境,對試圖定殖和增殖的青枯病菌產生強烈的抑制甚至殺滅作用,有效限制了病原菌種群在維管束及其周圍組織中的擴張,是植物對抗土傳細菌害的關鍵化學武器。生物上的花葉病毒