植物角质蜡质代谢及抗病机制研究

角质蜡质是植物在长期的生态适应过程中进化形成的一类次生代谢产物,广泛参与了植物抗逆、抵御病虫害侵染等诸多抗性生理过程。角质蜡质在植物-病原互作中发挥了重要作用,是植物抗病机制的重要组成部分。随着分子生物学的发展,人们对植物角质蜡质代谢及其抗病机理的认知不断深入。本研究综述了植物角质蜡质生物合成与其抗病机理的最新研究进展并对未来研究提出展望。目前,植物角质蜡质的抗性机理研究主要集中于组成型抗性和诱导型抗性2类。角质蜡质作为角质层主要成分,一方面可作为组成型抗性成分发挥物理抗性(物理屏障)和化学抗性(抑菌)作用;另一方面,也可作为诱导型抗性成分发挥作用,诱导产生的角质蜡质单体除了作为角质层主要成分发挥物理抗性外,也可作为信号分子或者诱导子激活下游的抗性反应进而发挥其化学抗性功能。未来可侧重于对角质蜡质诱导抗性机理的深入阐释,进一步丰富植物化学生态学研究理论体系。此外,基于角质蜡质的诱导抗性作用,可开发角质蜡质类生物农药(植物免疫诱导剂),为植物病害防控提供新思路。

大豆种荚应答镰刀菌侵染的叶绿素荧光成像规律

【目的】种荚是大豆Glycine max防御霉菌侵染的第1道防线,部分大豆品种种荚具有极佳的田间霉变抗性,本研究目的在于寻找与豆荚霉变抗性相关的快速鉴定指标。【方法】采用叶绿素荧光成像技术,以高抗大豆‘QWT15-2’、中抗大豆‘E1’和易感大豆‘E314’为研究对象,对离体种荚接种轮枝镰刀菌Fusarium verticillioides,监测其叶绿素荧光参数变化情况。【结果】大豆种荚接种霉菌24 h后,通过叶绿素荧光成像系统可清晰观察到豆荚表皮病斑,叶绿素荧光参数发生显著变化。霉菌侵染后0~5 d,大豆种荚初始荧光参数初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)大幅降低,非光化学猝灭系数qN上升、QNP下降,最大光化学量子产量(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)及电子传递速率(RET)均呈下降趋势。【结论】高抗大豆‘QWT15-2’维持了较健康的组织形态,各荧光参数表现稳定;中抗大豆‘E1’和感病大豆‘E314’受霉菌侵染影响,其表皮组织破坏严重、荧光参数变化幅度大;其中Fv/Fm、Fm、Fv、qN和QNP荧光参数对霉菌侵染响应敏感,可作为评价大豆种荚田间霉变抗性的鉴定指标。