植物基因活化剂在农作物中的抗病功效

唐湫钥

（重庆优胜科技发展有限公司，重庆 400010）

植物基因活化剂是一种新型的植物生长调节剂，是重庆优胜科技发展有限公司的专利产品，其主要成分为芸苔素内酯、茉莉酸甲酯、水杨酸和亚麻酸。该产品问世十多年以来，已在国内外各地的多种植物上进行了正规试验和大面积推广应用，试验结果显示，植物基因活化剂除了可均衡调节作物的生长发育、提高产量、改善品质外，还在作物抗病中具有显著功效。试验研究发现，喷施植物基因活化剂后，植物体内其防御体系酶（PAL、PO、PPO和SOD）和钙调素的含量及活性提高[1]。植物基因活化剂的成分茉莉酸、水杨酸是植物体内主要的2个防御信号途径，也是研究比较多的2个信号途径[2]，而油菜素内酯可提高植物对多种病原物的抗性[3]。笔者从植物的抗病机理方面阐述了植物基因活化剂的抗病功效，旨在为植物基因活化剂更大范围的推广应用提供理论依据。

1 植物基因活化剂增强植物抗病的作用机理

1.1 植物的抗病机理

植物在长期进化过程中，已逐渐形成一系列复杂的抗病机制来抵抗病原菌的侵害。超敏反应（Hypersensitive response,HR）和系统获得性抗性（Systematic acquired resistance,SAR）是植物产生的具有普遍性的2种抗病机制[4]。前者通过诱导病原物侵染处的局部细胞死亡来阻止病原物进一步扩散，后者需要信号分子参与植物防御系统的信号转导[5]。在植物体内，已经发现并且研究较多的信号分子包括水杨酸、茉莉酸以及乙烯等。这些信号分子通过调节酶的活性和诱导病程相关蛋白（pathogenesis-related proteins，PR蛋白）的合成来提高植物抗性[6]。

1.2 诱导植物抗病性酶的活性提高

植物防御性酶包括超氧化物歧化酶（SOD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（PO）、多酚氧化酶（PPO）。PAL酶是植物抗病反应次生代谢途径的关键酶和限速酶[7]，它参与植物次生抗病物质（植保素、木质素和酚类物质）的合成和积累；SOD酶歧化超氧物阴离子自由基生成过氧化氢和分子氧，可保护细胞免受活性氧和自由基的损伤[8]；PO酶可催化合成杀菌物质，提高木质素、木栓成的生物合成，参与乳突形成核颗粒状沉淀物的积累，从而构成植物的一般抗病性和非专化抗病性[9]；PPO酶是酚类物质氧化的主要酶，它在植物的光合作用、抗病虫害以及花色的形成中起一定作用[10]。这些酶通过促进植物细胞壁强化，抑制病原菌的生长活性等方面来加强植物的防御体制，并可通过多种因素（如内源激发因子水杨酸、茉莉酸等）诱导调控。

1.3 诱导PR蛋白的合成

病程相关蛋白（pathogenesis-related proteins，PR蛋白）被认为参与植物对各种微生物病原菌的诱导抗性[3]，它们可被内源激发因子所诱导，内源激发因子包括乙烯、水杨酸和其他激素[11]。许多研究表明，PR蛋白有抗细菌和抗真菌的活性[12]，PR蛋白最先在植物遭受侵染的部位周围形成[13]。体外抑菌试验、组织学观察和转基因植株试验结果均证实了PR蛋白在诱导抗病中的作用[11]。

2 基因活化剂的抗病功效

各类试验表明，基因活化剂在番茄、棉花、烟草、水稻等植物上施用均可以提高植株的抗病性[14-17]。棉花黄萎病是真菌侵染性病害，棉株喷施基因活化剂后抵抗力增强，蕾铃脱落减少[15]，病害可得到有效控制和减轻[16]。基因活化剂和新型杀菌剂——菌立停混合液注射防治番茄青枯病具有显著的效果，对所测试的124株番茄病株进行注射后全部复活[14]。用奇菌植物基因活化剂及在其基础上研制出的新产品——比施壮进行的防治烟草花叶病毒病的田间试验结果表明，比施壮可阻断病毒病途经，激活烟草的抗病基因，对控制烟草花叶病和促进烟草生长有良好的应用效果[18]。植物基因活化剂还可缓解草甘膦、2,4-D、2,4-D丁酯、农乐利、苯磺隆等农药和除草剂的药害，解除农田因大量施用除草剂造成的伤害[19]。另外，基因活化剂可有效地控制喷施三唑磷乳油对烟草植株带来的药害，同时由于叶绿素含量增加，光合效率提高，促使烟叶受害部位黄斑淡化，逐渐转绿，烟叶质量提高，并且对烟草花叶病害有明显的抑制效果[20]。

3 植物基因活化剂的应用前景

相关试验表明基因活化剂在提高作物抗性方面确有实效。有研究发现植物基因活化剂是通过诱导植物的信号系统，启动植株体内防御酶系的表达[1]，从而提高植物抗病、抗逆能力。除此之外，已有研究表明基因活化剂的内含成分芸苔素内酯、水杨酸和茉莉酸甲酯均可影响植物体内代谢系统，提高植物自身免疫能力[3,21-24]。外源茉莉酸甲酯诱导植物体内重要防御酶的活性[25]，水杨酸通过调节酶活性和诱导PR蛋白来增强植物免疫能力。基因活化剂集中以上成分之功效，作用于提高植物抗性的机理，也值得更进一步细致研究。基因活化剂作为一种新型的环保型植物多功能调节剂，加之其十多年来积累的大田应用实效，可为植物生长调节剂市场带来一股全新力量，为农业生产带来更大效益。

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