当烟株感知到青枯病菌(*Ralstoniasolanacearum*)侵染或其激发子时,会迅速其的防御代谢途径——苯丙烷代谢途径。这一途径的涉及一系列关键酶(如PAL,C4H,4CL)活性的快速上调。代谢流通过此途径被导向合成多种具有直接活性的次生代谢产物,即植保素(Phytoalexins)。在中,关键的植保素包括萜类化合物(如辣椒醇)和酚类化合物(如绿原酸、类黄酮衍生物)。这些植保素在病菌侵染点及其周围组织中大量积累。它们的作用机制多样:可直接插入或破坏细菌的细胞膜,导致膜通透性增加、内容物外泄;可干扰细菌的酶活性或能量代谢;可作为还原剂产生活性氧杀伤细菌;或干扰细菌的群体感应(QuorumSensing)信号系统,抑制其毒力因子的表达。植保素在侵染位点形成高浓度的微环境,对试图定殖和增殖的青枯病菌产生强烈的抑制甚至杀灭作用,有效限制了病原菌种群在维管束及其周围组织中的扩张,是植物对抗土传细菌害的关键化学武器。花叶病株中下部叶片仍保持良好产能,减轻产量损失。黑甘蔗花叶病毒图片
喷施特定的**健株营养液**(通常富含钾、钙、硅、硼等元素,并可能含有芸苔素内酯等生物刺)后,烟株在形态生理上发生优化:1)**茎秆挺拔:**钾离子增强细胞膨压和维管束韧性;钙是细胞壁胞间层果胶钙的重要组分,与硅共同促进细胞壁加厚和木质化;硼促进糖运输和木质素合成。这些元素协同作用,使茎秆节间粗壮、机械组织发达、木质化程度高,抗倒伏和抗物理损伤能力增强。2)**叶片膨大增厚:**营养元素(特别是氮、钾、镁)和芸苔素内酯促进叶肉细胞分裂与扩大,栅栏组织层数可能增加或细胞伸长,海绵组织更疏松,导致叶片明显增大(叶面积增加)且增厚(比叶重提高)。这种**健壮体质**构成了抵御病原侵袭的多重防线:*物理屏障*:增厚的表皮细胞壁、发达的角质层和蜡质层,以及硅质化沉积,有效阻碍病原菌(如野火病菌、赤星病菌)孢子的附着、萌发和侵入。*化学屏障*:健壮植株体内碳氮代谢旺盛,酚类、生物碱等具有或抑制作用的次生代谢物基础水较高。西红柿花叶病毒图营养液喷施后烟株茎秆挺拔,叶片膨大增厚,形成抵御病原侵袭的健壮体质。
系统获得抗性(SystemicAcquiredResistance,SAR)是植物在局部受病原(特别是坏死型病原)侵染后,诱导产生的一种广谱、持久的全株抗病状态。**提升SAR信号传导效率**是增强植物(如、番茄)对花叶病毒(如TMV,CMV)等后续侵染抵抗力的重要策略。这可以通过应用SAR化学诱导剂(如水杨酸SA及其功能性类似物苯并噻二唑BTH、噻酰菌胺TI)或特定的生物激发子(如某些寡糖、脂肽)来实现。这些物质能够模拟或强化植物自身的SA信号通路:SA是SAR的关键信号分子。外源应用诱导剂能直接提升植株体内SA水或SA下游信号转导组分(如NPR1蛋白)。高效的信号传导意味着:**信号放大:**局部处理点产生的SA信号能更快、更强地传递至全株。**响应增强:**远端组织对SA信号的感知更灵敏,下游防御基因(如编码PR蛋白:几丁质酶PR-3、β-1,3-葡聚糖酶PR-2、PR-1蛋白等)的转录更迅速、更充分。
花叶病病毒侵染叶片后,典型症状是形成深浅不一的斑驳花叶,严重破坏叶绿体结构和功能,导致光合效率急剧下降。然而,通过特定的农艺措施(如合理增施钾肥、硅肥)或生物刺(如特定海藻提取物、腐植酸)的应用,能够增强染病叶片的生理韧性。这些干预措施一方面可能通过稳定叶绿体膜结构,减少病毒复制对光合色素(叶绿素a、b)和光系统II(PSII)反应中心的破坏程度;另一方面,可能了叶片内的抗防御系统(如提升SOD、POD、CAT酶活性),有效病毒侵染和光抑制产生的过量活性氧(ROS),减轻胁迫对光合机构的损伤。此外,某些处理还能优化病叶的碳氮代谢衡,确保即使部分区域受损,剩余健康叶肉细胞仍能维持较高的光合活性。因此,相较于未处理的病叶迅速黄化、失能,经过处理的病叶其花叶症状区域的“功能性寿命”得以延长,单位叶面积在较长时间内仍能贡献可观的光合产物,为植株整体生长和产量形成提供了更持久的能量支持,有效缓冲了病害造成的生产力损失。苯丙烷代谢途径,合成植保素抑制青枯病菌增殖。
通过喷施硅酸钾溶液或特定生物刺(如油菜素内酯类似物),可诱导叶片表皮细胞加速合成并分泌角质(Cutin)、蜡质(Wax)等疏水性物质。增厚的角质层形成致密的物理-化学复合屏障:其**物理层面**提升了表皮细胞的机械强度,增加了分生孢子萌发后芽管穿透细胞壁所需的机械阻力;**化学层面**则因蜡质成分(长链烷烃、酯类)的改变增强了疏水性,使水滴难以滞留,减少了孢子附着和萌发所需的液态水膜环境。同时,增厚的角质层阻碍了病原(如赤星病菌*Cercosporanicotianae*、黑胫病菌*Phytophthoranicotianae*)分泌的角质酶与底物的有效接触,延缓了酶解过程。这种强化屏障使分生孢子的芽管难以穿透表皮细胞壁建立侵染钉,有效降低了病原菌成功侵入的概率,是预防叶部病害的道坚实防线。花叶病株新生叶病毒积累量低于老叶。西瓜花叶病毒病毒粒子
野火病斑周围形成木栓化隔离带,有效阻止焦枯边缘蔓延。黑甘蔗花叶病毒图片
黑腐病(如由*Xanthomonascampestris*pv.*campestris*引起)侵染十字花科作物茎部后,病原菌在维管束及髓部组织中大量繁殖,分泌胞外酶(如果胶酶、纤维素酶)降解细胞壁中胶层,导致髓部组织细胞离解、崩解,终形成空洞,植株易倒伏折断,完全丧失价值。**延缓空洞化进程**的在于抑制病原菌的扩展和酶活性。通过选育抗(耐)病品种、喷施铜制剂或(如春雷霉素、中生菌素)进行早期防治、或应用诱导系统抗性(SAR)剂(如苯并噻二唑BTH),能多途径干预这一过程:杀菌剂直接杀灭或抑制茎组织内的病原细菌种群增长,减少细菌总量及其分泌的细胞壁降解酶(CWDEs)的数量。诱导SAR则使植株在病原侵染前或侵染早期就处于“戒备状态”,增强细胞壁木质化、富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)沉积等物理加固,以及提前积累病程相关蛋白(如几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶)来直接攻击病原菌或抑制其酶活性。此外,维持植株健壮(合理施肥、避免伤口)也有助于限制病菌的初始侵染和扩展速度。黑甘蔗花叶病毒图片