水稻吨田宝的抗稻瘟病原理是什么?
稻瘟病是水稻的主要病害之一。流行年份,一般减产10%~20%,重的可达40%~50%,局部田块甚至颗粒无收。现代农业日益依赖品种大量单一化种植,使遗传多样性遭到破坏,加重了病害流行的潜在威胁。同时,在病害防治上往往长期使用农药,使病原物的抗药性日趋严重,防治效果下降。
试验结果表明,水稻田喷施水稻吨田宝可以大大减轻、甚至避免稻瘟病的危害。其作用机理如下:
(1)诱导抗稻瘟病基因的表达。当水稻吨田宝施于水稻上时,生长素类物质作为激发因子首先与受体进行分子识别,通过构型变化激活细胞内有关酶的活性,进一步修饰胞内基质后产生激活性和适应性信号分子,并通过对特殊基因的调节激发防卫反应。最先诱导表达的防卫基因是和植保素合成相关的基因,其后是水解酶和PR蛋白基因,最后才是与富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)和木质素合成相关的基因。
(2)激活保护酶系统。水稻喷施水稻吨田宝后,茎秆、叶片、穗器官中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性增高以及脯氨酸含量增加。第一,POD同工酶活性变化与水稻抗瘟性呈一定的正相关关系。POD活性提高可以大大增加酚氧化物的含量,并促进木质素的积累,使细胞壁增厚,从而抵抗病原的侵染和扩展,而且,POD是细胞内重要的内源活性氧清除剂,POD活性上升,水稻自我保护能力增强。第二,过氧化氢酶(CAT)活性与水稻抗瘟性呈一定的正相关关系。第三,游离脯氨酸的积累可能与诱导抗病性有关。
(3)提高木质素含量。第一,木质素可以增强水稻茎叶穗组织细胞的机械强度,使寄主降解病原菌分泌酶;第二,木质素细胞壁限制了营养物从寄主向病原菌的扩散,从而使病原菌处于“饥饿”状态;第三,木质素前体本身对病原菌有毒力作用或通过附着在细胞壁上使胞壁更坚固,更不易渗透,防止了病原菌对养分和水分的吸收;第四,病原菌入侵后水稻细胞壁通过过氧化物酶(POD)的催化及与胞壁上富含羟脯氨酸的糖蛋白胶联作用而使胞壁得以加强。
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