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植物激活剂

植物激活剂(Plant activator, PA)为能够诱导植物提高抗病性的农药。自身不能直接抑制病原物增殖但却能够诱导植物产生系统获得性抗性的生物和化学制剂统称为植物激活剂。该术语目前尚为规范化,亦称植物诱抗剂、植物免疫诱导剂、植物抗性诱导剂、植物抗病诱导剂(elicitor)、植物激发子、植物唤醒剂、植物增强剂、植物免疫诱抗剂、植物疫苗等。与传统的杀菌剂不同,植物激活剂最显著特点是其本身对病原物没有强烈地直接毒杀作用,不针对病原物,而是施用后诱导植物本身产生多种防御机制,赋予植物抵御外来病原生物侵染和修复病害损害的能力,从而达到防病的目的。

植物在自然进化中,会受到各种病原物的侵害。植物被感染后,自身能产生防御应答性反应,一系列复杂的生理生化反应会生成相应产物抵御入侵者,否则就无法在地球上存活。植物受病原物诱导会产生系统的抗病性能,称为系统获得性抗性(Systemic acquired resistance, SAR)(类似于动物免疫),这一概念在20世纪60年代初,由研究烟草花叶病毒的科学家们提出,即当坏死型病原物或筛选的诱导菌侵染或某些化学制剂诱导处理后,某些植株可以对随后病原物的侵染产生抗性。由于生物诱导子受环境因素影响较大,使得植物自身产生的系统获得性抗性在表达时间和表达程度上均无法人为控制,而某些非生物因素如化学物质诱发植物产生的这种抗性却可以人为控制利用。研究利用植物诱导系统抗病性发生被认为是植物保护的新技术和新途径。

植物系统获得性抗性具有4大优势,即:系统性,抗性表现在植株未被激活剂处理部位;持久性,产生后可维持几周甚至几个月;广谱性,同时对若干真菌、细菌所致的病害产生抑制作用;安全性,对不具有致病性的腐生菌无影响,有利于维持微生态平衡。

植物激活剂通常认为应具有以下5个特点:(1) 离体时,本身没有显著的抑菌或杀菌作用,但能诱发植物产生系统获得性抗性;(2) 与传统的杀菌剂作用机理完全不同,作用机理复杂;(3)非生物与生物诱导子获得的抗菌谱一致;(4) 诱导产生的生理生化过程与植物自身产生过程相同的标志基因表达;(5) 植物防御机制产生效果与药剂施用之间存在时间滞后现象,提示要提前施药。

使植物获得系统抗性的生物和化学物质目前已知范围包括微生物源、植物源、人工合成的无机、有机化合物。植物激活剂根据来源可分为生物源和非生物源两大类。非生物源的还可以细分为内源(水杨酸、茉莉酸、乙烯和一氧化氮等)和外源(活化酯、三乙膦酸铝等)两类。

2019年国际杀菌剂抗性行动委员会 FRAC 编码清单确认的,商品化植物激活剂与水杨酸信号分子相关的诱导剂有编码P1的活化酯(acibenzolar-S-methyl)、编码P2的烯丙苯噻唑、编码P3的噻酰菌胺(tiadinil)和异噻菌胺(isotianil);天然化合物多糖诱导剂编码P4的昆布多糖(laminarin);植物提取物蒽醌诱导剂编码P5的巨虎杖提取物(extract from Reynoutria sachalinensis (giant knotweed));微生物类诱导剂编码P6的蕈状芽孢杆菌分离株J (Bacillus mycoides isolate J)和酿酒酵母菌株LAS117细胞壁(cell walls of Saccharomyces cerevisiae strain LAS117);膦酸盐类诱导剂编码P7的三乙膦酸铝等。

        植物激活剂发展和应用还有很长的路要走。近十年来商品化的品种有限,还要不断加强基础理论研究和药效试验评价工作,以及如何界定与杀菌剂、植物生长调节剂的区别。

参考文献


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