植物诱导抗病性与诱抗剂研究进展

以糖、蛋白和糖蛋白三大类生物源激发子为重要的植物诱抗剂,本文分析了植物诱抗剂作用于植物后所发生的一系列信号识别与信号传导过程及植物典型的防卫反应,为植物诱抗剂的研发和植物诱导抗病性分子机理的探讨提供参考。     

极细链格孢蛋白激发子诱导棉花抗病性及相关酶的变化

本研究室从多种病原真菌中分离出的激活蛋白激发子对多种植物具有诱导抗病性、增强抗逆能力、促进植物生长的功能。由大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）引起的棉花黄萎病一直是困扰棉花生产的重大病害，常规化学农药难以达到理想的防治效果。本文研究极细链格孢（Alterneria tenuissima）蛋白激发子对苗期棉花黄萎病的诱导抗性作用及抗病相关酶的影响。     

绿木霉Sm1基因的克隆、原核表达及蛋白纯化

木霉菌(Trichoderma spp.)是土壤内普遍存在的习居菌,具有多种生物防治功能,其中诱导植物免疫反应是重要的生物防治功能之一[1].木霉菌Sm1蛋白(small one protein)是从绿木霉(Trichoderma virens)中分离得到的一种低分子量、富含半胱氨酸的疏水性蛋白,属于蛋白类激发子,与Cerato-platanin基因家族有很高的同源性,具有诱导植物免疫抗性的作用[2].     

植物免疫诱抗剂的应用研究进展

近年来,利用植物免疫的原理开发植物免疫诱抗剂成为植物保护研究的全新领域。本文阐述了植物免疫诱抗剂的作用机理,总结了植物免疫激发子的主要种类(蛋白类、寡糖类、脂类激发子等)及其鉴定方法,介绍了目前国内外植物免疫诱抗剂的开发及应用现状,并对植物免疫诱抗剂的研究与应用前景进行了展望。     

几种微生物提取物诱导马铃薯抗晚疫病及机理的初步研究

 筛选能显著诱导马铃薯块茎抗晚疫病的微生物源激发子,并探讨其诱导抗病性机理。分别将31种微生物的发酵液(F-0)以及其中真菌和放线菌的胞内提取物(F-1)、胞壁提取物(F-2)单独或复配后诱导处理马铃薯块茎切片,对其中诱导抗病效果显著的激发子进一步分析其中的有效诱抗物质及诱导处理后的生理变化。获得了9种较好的激发子,诱抗效果均达50%以上,其中放线菌A5295发酵液型激发子诱抗效果最高,达63.97%,且单一激发子复配后诱抗活性更高,其中MK与A5295的复配型激发子诱抗效果最好,达66.67%。MK和A32910b发酵液中有效诱抗物质均为饱和硫酸铵沉淀(A组分)、以及硫酸铵沉淀后再用乙醇沉淀(B组分)所得的物质。诱导处理后块茎中POD、PAL、PPO活性均明显高于对照,且在抗性表现出之前迅速增加达到峰值。此外,块茎中可溶性蛋白含量比对照增加41.53%,并有一些新蛋白产生。结果表明复配激发子比单一激发子诱抗活性更高,激发子中有效诱抗物质均为A和B组分,诱导的抗病性可能与块茎中POD、PAL、PPO活性增高,可溶性蛋白含量增加以及新蛋白质的产生有关。     

葡聚烯糖和Harpin蛋白对两种番茄病害的防治效果

葡聚烯糖是一种在寄主 病原互作过程中来自病原菌的可诱导植物抗病性的激发子[1],具有调控植物的生长、发育和增强抗病性等功能。迄今已知寡糖类制剂可提高芹菜对萎蔫病、黄瓜对猝倒病、大豆对根腐病等的抗性,对采后病害如辣椒和草莓烂果也有显著的防病效果。Ｈａｒｐｉｎ蛋白是植物病原菌ｈｒｐ基因编码的非特异性激发子,已证明多数病原Ｈａｒｐｉｎ蛋白能诱导烟草、马铃薯、番茄、大豆、黄瓜及拟南芥产生过敏反应[2]。该蛋白已于2000年在美国注册并商品化生产,主要用于防治烟草黑胫病、葡萄灰霉病、马铃薯叶斑病等多种病害。番茄是重要的…     

激发素与植物互作及抗病防卫信号传导

激发素是一类由疫霉属Phytophthora等真菌分泌的,可诱导茄科、十字花科等植物过敏性反应和系统获得抗病性的蛋白类激发子.激发素与植物的互作系统为研究植物抗病防卫信号传导途径提供了一个极好的模式.最近发现:激发素具有转移甾醇的活性,而形成甾醇和激发素复合物又是激发素与受体蛋白互作和激活抗病防卫信号传导途径的前提条件,也是对最近提出的病原激发子与受体互作"保卫假说"的支持.用125I标记法,找到了激发素的受体蛋白,由分子量约为160kD和50kD的2个亚基构成,被认为是Ca2 通道.在激发素激活的烟草抗病防卫信号传导途径中,蛋白质的磷酸化起着至关重要的作用,抑制蛋白激酶的活性,可阻止离子交换、活性氧进发、植保素合成等多种防卫反应;Ca2 参与诱导活性氧进发和植保素合成,活性氧进发与细胞死亡相关连,而植保素的合成与活性氧进发无关,过敏性反应对抗病防卫反应的建立不是必需的.激发素抗病基因工程在广谱抗病育种中具有广泛的应用前景.     

不同抗逆诱导剂对水稻细胞PBZ 1 基因表达的影响

以水稻品种中花8号的悬浮细胞为试材,分别研究了真菌激发子和盐激发子对用稻瘟灵(IPT)和脱落酸(ABA)预处理24 h的水稻悬浮细胞中PBZ 1 基因表达的影响。结果发现:单独用IPT、ABA处理可以诱导细胞中PBZ 1 基因表达;只用真菌激发子和盐激发子处理的细胞中也可以检测到PBZ 1 基因的表达,但两种激发子对PBZ 1 基因表达的影响不同,在真菌激发子处理后的0~3 h之间PBZ 1 基因表达逐渐增强,而在盐激发子处理后的0~3 h之间则呈现逐渐减弱的趋势,到第3 h就检测不到了;用IPT预处理24 h后,再分别用真菌激发子和盐激发子诱导,水稻细胞中PBZ 1 基因表达强度都显著高于单独用IPT处理的细胞,而且在处理后的第0.5~3 h期间一直保持较强的表达;ABA＋盐激发子处理使细胞中PBZ 1 基因表达推迟且短暂,只在处理后第1~2 h之间可检测到,ABA＋真菌激发子处理使细胞中PBZ 1 基因在0.5~3 h期间一直保持较强的表达,明显强于单独用ABA处理的细胞。可见,IPT和ABA都可以诱导抗病基因PBZ 1 的表达,PBZ 1 基因也可由盐激发子诱导表达,说明PBZ 1 基因对除病害以外的非生物逆境也有积极的作用。     

白叶枯病菌与非亲和水稻IRBB4悬浮细胞互作中蛋白类激发子的纯化和鉴定

 本研究对水稻白叶枯病菌与水稻悬浮细胞非亲和互作中蛋白类激发子进行了分离纯化和鉴定.白叶枯病菌JXOV与水稻IRBB4和IR24悬浮细胞互作36 h后的上清液,经Q-Sepharose阴离子交换层析柱分离,对分离的各组分进行抗病性诱导测定,结果表明JXOV与IRBB4非亲和互作的上清液中存在蛋白类激发子.有活性的蛋白组分经阴离子交换层析柱Mono-Q进一步纯化后,SDS-PAGE分析鉴定出2个具激发活性的蛋白,其分子量分别为17.2 kD和49.2 kD,等电点分别为5.8和6.2.利用上述激发子处理水稻能减少病斑长度并诱导水稻防卫酶活性的增加.     

利用化学激发子防控作物害虫研究进展

诱导防御反应是植物抵御害虫为害的一种重要机制。在这一防御机制中,各种化学激发子,包括植食性昆虫相关分子模式、植物激素及其类似物、植物激发子多肽等发挥着重要作用。合理开发利用这些化学激发子,可望帮助植物建立一种天然的防御体系,从而降低害虫种群密度、减轻害虫为害,减少化学农药使用量。本文将主要对诱导植物抗虫性的化学激发子的最新研究成果进行概述,并展示利用化学激发子防控田间作物害虫的最新研究案例,提出亟待解决的问题,以促进化学激发子在作物害虫防控中的应用。     

具有植物诱导抗病活性的先导化合物及其结构修饰

系统介绍了苯并噻二唑、2,6-二氯异烟酸、β-氨基丁酸和水杨酸这4类应用较广泛的植物诱导抗病激活剂的研究进展,并对其衍生物及其抗病活性进行了归纳总结,对其诱导抗性进行了讨论。     

苦豆子内生真菌对宿主培养物生长及喹诺里西啶类生物碱合成的影响

利用苦豆子健康植株中分离鉴定的8株内生真菌菌株为真菌诱导子,分别制备灭活菌丝和菌液浓缩物,研究内生真菌诱导子不同种类、浓度和诱导时间对苦豆子无菌苗和愈伤组织的生长以及喹诺里西啶生物碱含量的影响。结果表明:8株苦豆子内生真菌诱导子中,菌液浓缩物的诱导效果要强于灭活菌丝。菌株HMGKDF1菌液浓缩物和灭活菌丝都能明显促进愈伤组织的生长,净生长率是对照的1.82和1.42倍;菌株NDZKDF13菌液浓缩物对愈伤组织生物碱的合成效果明显,生物碱含量为0.5483 mg·g-1,是对照的23.8倍;在一定浓度范围内(0.01~1.0 mg·L-1),苦豆子内生真菌诱导子能够促进宿主植物喹诺里西啶生物碱的合成。内生真菌诱导子处理苦豆子无菌苗12 d时,喹诺里西啶生物碱含量最高,是对照的2.65倍。在苦豆子无菌苗或愈伤组织中添加一定量的苦豆子内生真菌诱导子,对宿主的生长以及提高喹诺里西啶生物碱含量是一种有效的方法。     

Systemic induction of chitinase activity and resistance in melon plants upon fungal infection or elicitor treatment

Melon plants locally infected with Colletotrichum lagenarium display a marked increase in chitinase activities (exo- and endo-activities) throughout the whole plant. This increase begins 3 days after inoculation in the inoculated cotyledon, and then occurs sequentially in the non-infected tissues.Both fungal elicitors and plant endogenous elicitors induce a rapid increase in chitinase activity in the treated cotyledon. In other organs, chitinase activity is stimulated, to a lesser extent and after a lag period, only by fungal elicitors.The earlier, more rapid, systemic induction of chitinase activity, produced by treatment with the fungal elicitor is correlated by the increased resistance of the tissues to infection by the pathogen.     

茉莉酸介导的丛枝菌根真菌诱导植物抗病性研究进展

丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）真菌能与植物根系建立共生体提高植物抗病性。植物激素茉莉酸（jasmonic acid,JA）参与AM的形成,介导AM真菌诱导的植物抗病性。目前,关于AM真菌诱导的植物抗病性内容较为丰富,但是关于JA介导的AM真菌诱导的植物抗病性却有待进一步研究。本文首先总结了JA对AM形成和AM对植物内源JA积累的影响;其次介绍了AM真菌对植物抗病性影响及诱导机制;最后从诱导形成防御结构、提高酶活性及合成防御蛋白、诱导次生代谢物质合成、诱导调控信号分子、JA与其他激素相互作用五个方面探讨了JA在AM真菌诱导抗病性中的作用,并对本领域的研究方向进行展望,以期为植物病害防治和菌根研究提供可借鉴的思路。     

木霉对植物的促生及诱导抗性研究进展

木霉不仅能够直接抑制植物病原菌的生长,还可通过定殖于植物的根部引起植物新陈代谢的改变。本文综述了木霉在植物根部定殖后,通过产生植物生长调节剂、抑制或降解根际有害物质、增加养分利用率以促进植物生长以及通过产生激发子诱导植物形成胞壁沉积物、合成抗菌物质以诱导植物局部或系统抗性的研究进展,以期为进一步扩大木霉在农业生产中的应用提供参考。     

The Molecular Biology of the Interactions Between Trichoderma spp., Phytopathogenic Fungi, and Plants

ABSTRACT Trichoderma-based biofungicides are a reality in agriculture, with more than 50 formulations today available as registered products worldwide. Several strategies have been applied to identify the main genes and compounds involved in this complex, three-way cross-talk between the fungal antagonist, the plant, and microbial pathogens. Proteome and genome analysis have greatly enhanced our ability to conduct holistic and genome-based functional studies. We have identified and determined the role of a variety of novel genes and gene-products, including ABC transporters, enzymes and other proteins that produce or act as novel elicitors of induced resistance, proteins responsible for a gene-for-gene avirulent interaction between Trichoderma spp. and plants, mycoparasitism-related inducers, plant proteins specifically induced by Trichoderma, etc. We have transgenically demonstrated the ability of Trichoderma spp. to transfer heterologous proteins into plant during root colonization, and have used green fluorescent protein and other markers to study the interaction in vivo and in situ between Trichoderma spp. and the fungal pathogen or the plant.     

SsPemG1 encodes an elicitor-homologous protein and regulates pathogenicity in Sclerotinia sclerotiorum

Elicitors are molecules that stimulate plant defense responses and are valuable in disease control strategies. Here, we report a gene named SsPemG1 encoding an elicitor-homologous protein. RNA silencing was used to identify the function of SsPemG1. SsPemG1 silencing induced strong virulence in both detached leaves and intact plants. A higher growth rate, reduced sodium chloride (NaCl) and sodium dodecyl sulfate (SDS) susceptibility, more infection cushions and greater cell-wall-degrading enzymes (CWDEs) activities all contributed to this virulence. These data will help us better understand the function of SsPemG1 in Sclerotinia sclerotiorum, provide a new method to study elicitors and a theoretical foundation for disease control of this fungus.     

绿僵菌与植物的多重关系及其在植物保护中的应用潜力

绿僵菌是广为知晓的昆虫病原真菌,被用作生物杀虫剂防治多种农林植物害虫。近年发现它也是根际微生物群落的一员,且有证据表明它内生于一些植物的根组织中,具有促进植物生长、拮抗植物病原菌、诱导植物抗性等作用。本文着重综述绿僵菌根际作用和植物内生性研究进展,从对植物的直接作用角度,了解其田间生态适应性及与植物的互作关系,以拓展昆虫病原真菌作为植物保护剂的认识,有助于根据生态学特点制定未来的生物防治应用策略。     

The potential role of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi in the bioprotection of plants against soil-borne pathogens in organic and/or other sustainable farming systems

Sustainable farming systems strive to minimise the use of synthetic pesticides and to optimise the use of alternative management strategies to control soil-borne pathogens. Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi are ubiquitous in nature and constitute an integral component of terrestrial ecosystems, forming symbiotic associations with plant root systems of over 80% of all terrestrial plant species, including many agronomically important species. AM fungi are particularly important in organic and/or sustainable farming systems that rely on biological processes rather than agrochemicals to control plant diseases. Of particular importance is the bioprotection conferred to plants against many soil-borne pathogens such as species of Aphanomyces, Cylindrocladium, Fusarium, Macrophomina, Phytophthora, Pythium, Rhizoctonia, Sclerotinium, Verticillium and Thielaviopsis and various nematodes by AM fungal colonisation of the plant root. However, the exact mechanisms by which AM fungal colonisation confers the protective effect are not completely understood, but a greater understanding of these beneficial interactions is necessary for the exploitation of AM fungi within organic and/or sustainable farming systems. In this review, we aim to discuss the potential mechanisms by which AM fungi may contribute to bioprotection against plant soil-borne pathogens. Bioprotection within AM fungal-colonised plants is the outcome of complex interactions between plants, pathogens and AM fungi. The use of molecular tools in the study of these multifaceted interactions may aid the optimisation of the bioprotective responses and their utility within sustainable farming systems.