森井土壤系列微生物产品与植物系统抗性

植物在漫长的生物进化演变进程中，渐渐自然产生了一种抵御病原物侵染的诱导防卫机制，一般能够通过植物病原菌或者非病原性的植物根际细菌诱发。这种植物系统抗性反应不单单局限于受诱发部位，此外还能在植物体其他部位逐渐扩散开来，当再次受到其他病原物或者类似攻击时，植物能够产生系统性抗性进行防御。

依据植物系统抗性与水杨酸之间的关系，微生物诱导的植物系统性抗病反应通常表现为两种形式：系统获得性抗性(SAR)和诱导系统抗性(ISR)^[1]。

当病原物侵染植物时，植株体内会发生相应的生物化学反应，对病原物的侵染进行抗御，以减轻自身所受伤害。一般情况下，植物能够通过抑制病原物繁殖与传播进而实现自身防御的目的。例如，当植物与病原物互相识别后，能够产生局部抗性反应，引起被感染区域周围细胞快速凋亡，以此来防止被侵染区域的扩散。通常这种局部过敏反应能够保持较长时间，并且当同类或其它病原物再次侵染时，植物能够表现出更高的抵抗力水平，这种防御系统就被称作植物的系统获得性抗性^[2]。前人研究已经表明在植物SAR发生前期，植株内源性水杨酸水平会有相应升高，此外还会发生一连串SAR基因的活化进程，这些SAR基因中很多能够编码产生具有抗真菌活性的病源相关蛋白，与系统抗性获得紧密联系^[3]。例如，薛仁风等在对水杨酸诱导普通菜豆抗枯萎病能力的研究中发现，菜豆叶片经过水杨酸处理后，植株地下部水杨酸的水平显著上升，进而极大增加了植株对枯萎病原菌的抗御能力^[4]。White等研究结果表明，烟草在受到水杨酸、安息香酸处理过后，植株体内产生许多的PR蛋白，对TMV病毒具有抗御作用^[5]。

与SAR不同的的是，ISR是由非病源性的细菌诱导产生的植物系统抗性^[6]，在SAR中，植物系统抗性的获得依赖水杨酸的作用，然而ISR则是依赖茉莉酸和乙烯^[7]。除模式植物拟南芥外，在康乃馨、黄瓜、烟草、番茄等植物中也发现了根际细菌诱导产生ISR^[8-11]，而且由根际细菌诱导的ISR能对如真菌、细菌、病毒等大部分病原物产生抗性^[12-14]。通常情况下，植物能够在与PGPR（plant growth promoting rhizobacteria，植物根际促生菌）相互作用之后，植株体内生成信号分子，然后该类信号分子经传递能够激活植物防御相关基因的表达，从而对病原物产生抵抗作用。例如，研究表明PGPR能够诱导植物防卫素基因Pdf1.2与营养储藏蛋白基因Atvsp的表达^[15-16]。此外，PGPR可能通过多方面途径诱导ISR的抗病机制。例如一些PGPR菌株与黄瓜相互作用后，不仅能够促进植株体内产生植保素，对病原物进行防卫；而且还能减少黄瓜体内葫芦素的合成，而葫芦素对甲虫具有吸引作用，这样就避免了甲虫身上携带的病原物的侵染，使得黄瓜枯萎病病情得到控制^{[14, 17]}。

森井土壤系列微生物产品富含对植物生长有促进及对病原菌有拮抗作用的有益的植物根际促生菌（PGPR，plant growth promoting rhizobacteria），能够显著抑制病原微生物繁殖，增加矿质营养的吸收和利用，促进植物生长。主要作用机理可以概括为：

1.分泌植物促生物质。

森井土壤系列微生物产品中的许多PGPR种类能分泌不同的促生物质，包括植物激素、维生素、氨基酸、其它活性有机小分子及衍生物等。

2.改善植物根际的营养环境。

森井土壤系列微生物产品中的PGPR在植物根际的聚集，它们旺盛的代谢作用加强了土壤中有机物的分解，促进了植物营养元素的矿化，增加了对作物营养的供应。

3.对作物病害的生物控制作用。

试验证实森井土壤系列微生物产品中PGPR具有减轻、降低许多作物病害发生的作用。PGPR的生物病害调控机制主要是能够产生抗生素、胞外溶解酶和铁载体，同时能改变根圈微环境平衡，促进作物生长。一些作物接种PGPR后，有关作物病害防御的化合物合成水平上升。

4.对污染物的降解。

森井土壤系列微生物产品中PGPR类群具有降解污染物的作用，也就是土壤的“生物治疗”作用，包括对三氯乙烯、芳香族化合物及除草剂等的降解。

5.对豆科植物结瘤的促生作用。

森井土壤系列微生物产品中PGPR微生物同时也是结瘤促生根际细菌。即因为某些PGPR菌的存在，可促进根瘤菌在豆科植物结瘤数量及瘤干重的增加。

参考文献：