| 单词 | 棉花植物保卫素 |
| 释义 | 【棉花植物保卫素】 植物保卫素(Phytoalexin，PA)简称植保素，又可称植物抗毒素。它是一类由生物因子或非生物因子影响植物诱发植物产生低分子量的抗微生物的化合物。棉花体内也能被诱发产生一类抗病原微生物的物质，在棉花抗病性中起着重要作用。 1940年，墨来尔(Muller)研究马铃薯晚疫病菌与马铃薯的作用关系时，发现马铃薯体内有一种具有活性的抗生物质产生，从而提出植物保卫素概念，至今50多年来已发现有20个科100种以上的植物可被诱发和分离到150种以上的植保素。1981年在北大西洋公约组织会议上植物病理学家们认为“植物保卫素是寄主植物与病原物相互识别作用中，植物体内合成与积累的低分子量的微生物拮抗物”，进一步明确了植物保卫素是由植物与病原物相互识别的作用关系中产生的一类对微生物有害的物质。棉花受到一些病原物侵染之后，在棉花组织内能迅速合成一类具有抗菌性的倍半萜烯类化合物，1960年，阿弗里森(A．D．Avelisyan)首次发现棉花受黄萎病菌侵染后的根、茎组织内产生抗菌物质，能抑制黄萎病菌的淀粉酶和果胶酶活性和抑制菌的生长。植保素的积累，抗病品种高于感病品种，有时感病品种中不形成植保素，1981年，凯夫曼(Z．Kanfman)等用棉花枯萎病菌接种感病品种PimaS－5CG．barbadense和抗病品种Acala Sj2CG．hirsutum，结果发现，在抗病品种体内植保素的量为感病品种的8．3倍。用同一种病原菌可以诱发不同抗病性的棉体植保素的形成与积累。1978年，梅斯(M．E．Mace)评价了用大丽轮枝菌的分生孢子分别接种较抗黄萎病的海岛棉和感病陆地棉的下胚轴，发现在海岛棉品种中48h后就积累了6种对病原菌有毒性的倍半萜烯类植保素；而感病品种在微管束内接种后10～96h内菌丝生长和病菌孢子形成，并且不形成与积累植保素，最后分生孢子在微管束内扩散，导致棉花黄萎症状。1988年，莫汉(A．T．Morgham)等用黑腐病细菌接种棉花抗病品种(AC44)和高抗品种(IM216)，发现在高抗品种中积累的植保素阻碍细菌生长，同时用电镜观察到抗病品种的纤维结构包围细胞的现象。1990年，梅斯(M．E．Mace)等根据二甲基噻唑基四唑兰(MTT)对菌酶的降解作用，定量分析出植保素对菌的毒力。植物保卫素在棉花中的抗病作用十分明显，它们不但能将病原菌限制在棉花组织中某一部位，限制病菌的生长，而且也能杀死病菌孢子。比如赫松(R．A．Hutson)和斯密斯(I．M．Smith)认为，在抗病棉花品种中的轮枝菌和尖孢镰刀菌之所以生长受到抑制，是因为棉花体内产生6种萜烯类化合物的植保素，将病菌限制在植物导管和导管周围的木质部细胞中。1985年梅斯(M．E．MaceP认为，抗病品种体内诱发积累的植保素的量超过杀死枯萎病菌孢子的浓度，室内用2%或5%的浓度即可达到杀菌效应，接种10d后抗病品种体内植保素的积累即超过杀菌浓度。植保素激发子研究起始于80年代。棉花植保素与其他植物保卫素的形成和积累机制相同，都是由植保素的激发子诱导产生的。这种激发子存在于病原真菌的细胞壁或细胞和包膜中，诱发能力非亲和菌比亲和菌的强，的诱导棉花产生植保素的菌除大丽轮枝菌外，还有人用尖孢镰刀菌和黑腐细菌等，但都没有鉴定出这些菌的激发子的化学性质和他们的亲和力。然而1972年采基(A．I．Zaki)认为，用致病力中等的黄萎病菌菌株接种所诱发的植保素的量比用致病力强的黄萎病菌株诱发的量多，说明寄主植物亲和程度弱的菌株激发子的诱导植保素的能力大于亲和程度强的菌株，这完全和其他植保素的诱导机制相一致。1988年美国齐雷格(H．J．Zeringue)博士用来自于黄曲霉的无菌滤液激发子，每隔1星期处理棉花品种(Dehapine－61)的铃期心皮表面，8周后收获棉桃发现有倍半萜萘酚类植保素。1989年，阿柏斯多(I．Apostol)等用V．dahliae的胞壁激发子诱发棉花、大豆细胞的植保素合成，发现植保素的多少与细胞的龄期有关，在人工培养棉花细胞的条件下，研究了细胞与激发子的作用，在细胞生长初期、中期直至加入激发子之前，植保素不合成，认为人工培养棉花细胞条件下，细胞与激发子作用产生植保素的反应分为3个时期，即开始对激发子反应敏感期→紧接着进入植保素生物合成期→最后进入细胞对激发子充分反应期即植保素合成高峰期。棉花植保素已鉴定出如下几种：棉酚、半棉酚、甲氧基半棉酚、脱氧半棉酚和脱氧甲氧基半棉酚、倍半萜萘酚、2．7－dihydrox ycadelene、2－hydroxy－7－methoxy cadalene以及它们的氧化物Lacinilene C等。目前，植物保卫素仍是植物抗病性范围内研究较为深入的领域，人们为了主动提高棉花抗病性，还在探索诱发产生植保素的激发子与植物受体的结合情况。鉴定受体物质，分析激活植保素合成途径中的酶系，克隆调控合成酶的基因，使人们更有目的地运用致病菌或非致病菌的激发子诱导棉花体内植物保卫素的大量积累，达到防治害的目的。【参考文献】：1 Apostol 1：Low pp S，Heinstein P．Eqqect of age of cell suspension cultures on susceptibility to a fungal elicitor．Plant Cell，1989，7(8)：692～6952 Avazkhodzhayer M Kh，Nuritdinova Kh V，Zetyser S．Shd：Madaminova L．M．Formation of the determinant complexes of cotton lectin wit componment of Verticillium wilt．Hzbekiston Biologiya Zhurnali，1989，1：6～83 Mace M E，Elissalde M H，Stipanovic R D，Bell A A．Arapid，tetrazolium-based assy for toxicity of the phytoalexin desoxyhemigossypol to Verticillium dahliae．Pesticide Biochemistry and physiology，1990，38(1)：57～594 Morgham A T，Richardson P E，Essenbery M，Cover E C．Effects of continuous dark upon ultrastructure，bacterial populations and accumulation of phytoalexins during interactions between Xanthommonas campestris pv．malvacearum and bacterial blight susceptible and resistant cotton．Physiological and Molecular Plant Pathology，1988，32(1)：141～1625 Zoringue H J Jr．Production of carpel walll phytoalexins in the developoing cotton boll．phytochemistry，1988，27(11)：3429～3471(南京农业大学植保系章元寿撰) |
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