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1、植物生理學(xué)通訊 第38卷第6期,2002年12月619水楊酸與植物抗逆性333王利軍 戰(zhàn)吉成 黃衛(wèi)東(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,北京100094)SalicylicAcidandResponsetoStressinPlantsWANGLi2Jun,ZHANJi2Cheng,HUANGWei2Dong(CollegeofHorticulture,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100094)提要 綜述了植物體內(nèi)水楊酸對不同逆境的響應(yīng)與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因表達(dá)和蛋白質(zhì)合成過程;對外施水楊酸的效應(yīng)和與活性氧、抗氧化系統(tǒng)、脫落酸的關(guān)系,以及水楊酸
2、作為系統(tǒng)信號分子的可能性作了討論。關(guān)鍵詞 水楊酸 抗氧化系統(tǒng) 信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 基因表達(dá) 蛋白質(zhì)合成 植物通過改變細(xì)胞代謝和激發(fā)不同的防御機(jī)化為帶有1個電子處于氧化態(tài)的SA自由基(SA·)。由于SA·制來應(yīng)對生物脅迫和非生物脅迫,在脅迫條件下植能夠啟動脂質(zhì)過氧化和蛋白質(zhì)交物的生存能力依賴于對外界刺激的識別、產(chǎn)生和傳聯(lián)等級聯(lián)反應(yīng),因此少量SA水平的提高,就能產(chǎn)[1]·遞信號、基因表達(dá)、代謝調(diào)節(jié)。水楊酸(salicylic生足夠水平的SA,而引起深刻的生物學(xué)反應(yīng)。·acid,SA)、茉莉酸(jasmonicacid,JA)、脫落酸SA通過誘導(dǎo)脂質(zhì)過氧化使病程相關(guān)蛋白表[13,
3、14]-·(ABA)、鈣離子等被認(rèn)為是信號傳遞分子,而水楊達(dá),從而獲得抗性。而超氧化物陰離子(O2)、酸近年來引起了人們的特別關(guān)注,因為它既在動物H2O2等活性氧不僅可以直接殺傷病原物,參與膜上有作用,又在植物上有作用,尤其是在植物防御脂過氧化,介入HR,還可以促進(jìn)細(xì)胞壁木質(zhì)化和[1,2]病害方面起作用。水楊酸,即鄰羥基苯甲酸,HR細(xì)胞的死亡。SA還可作用于細(xì)胞質(zhì)膜是一種簡單的酚類化合物。許多實驗證明SA是NADPH氧化酶,促進(jìn)H2O2的產(chǎn)生。但較高濃度的重要的能夠激活植物過敏反應(yīng)(hypersensitivere2H[15]2O2也能誘導(dǎo)SA合成。Leon等發(fā)現(xiàn)H
4、2O2通sponse,HR)和系統(tǒng)獲得性抗性(systemicacquired過誘導(dǎo)苯甲酸222羥化酶的活性和苯甲酸含量的增[3]resistance,SAR)的內(nèi)源信號分子。近些年來,又[16]加來誘導(dǎo)SA合成。Bi等人也報告H2O2可以促陸續(xù)發(fā)現(xiàn)SA具有提高植物非生物抗逆性作用,如進(jìn)SA的合成。這說明H2O2也可能處于SA的上[4][5,6][6,7]提高植物的抗鹽性、抗旱性、抗寒性和抗[1]游。Rao等認(rèn)為,SA誘導(dǎo)啟動脂質(zhì)過氧化、PR[6,8,9]熱性;當(dāng)植物受到紫外照射、臭氧脅迫時,內(nèi)基因表達(dá)和建立SAR均需要H2O2,H2O2的大量增[10,11]源SA
5、在積累,并有病程相關(guān)蛋白產(chǎn)生。對其加可改變細(xì)胞內(nèi)的氧化還原狀態(tài)及提供有利于機(jī)理也進(jìn)行了探討。本文從信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因表達(dá)、·SA產(chǎn)生的環(huán)境。蛋白質(zhì)合成、與活性氧的關(guān)系等各個側(cè)面綜述水楊水楊酸調(diào)節(jié)活性氧和抗氧化酶(劑)而提高植酸在植物抗逆性形成過程中的作用。物的抗性在非生物脅迫的研究中也有不少證據(jù)。1 水楊酸與活性氧及激素的關(guān)系-1有人用0.25～5.00mmol·LSA噴施蘋果葉片1.1 水楊酸和活性氧及抗氧化酶(劑)的關(guān)系 水-·24h后,葉片中SOD活性顯著提高,O2含量則明楊酸通過調(diào)節(jié)活性氧、抗氧化酶(劑)而提高植物抗[17]顯降低。在NaCl脅迫下,SA能提高小
6、麥幼苗性反應(yīng)的啟動機(jī)制的研究目前還主要集中在抗病[4][18]體內(nèi)SOD活性。Bowler等的研究表明,SA反應(yīng)上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)病原物侵染植株后,植株中SA在轉(zhuǎn)錄水平上還能激活與脅迫相關(guān)基因的啟動子水平急劇增加,而且SA可以同時通過提高超氧物歧化酶(SOD)等產(chǎn)生H2O2酶類的活性和抑制過氧化氫酶(CAT)、抗壞血酸氧化酶(APX)等降解酶類收稿 2001212212 修定 2002206217的活性,最終積累H2O2來提高植物的抗病性。動資助 國家自然科學(xué)基金(30070531)。力學(xué)和光譜學(xué)的研究表明,SA作為電子供體,可為3現(xiàn)在中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所
7、工作(北京100101)。CAT和APX提供1個電子,同時抑制這種酶,使其33 通訊聯(lián)系人。[13,14]處于相對不活躍狀態(tài),在此過程中,SA被轉(zhuǎn)?1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.620植物生理學(xué)通訊 第38卷第6期,2002年12月[19]-1子Mn2SOD。Dat等報道,用100μmol·LSA培病基因的表達(dá),另一方面,又能通過抗病基因的表養(yǎng)煙草植株,其H2O2含量比不加SA的高140%,達(dá)和抗氧化酶(劑)細(xì)胞清除系統(tǒng)的活化,降低脂質(zhì)[20]過氧化物水平,以減輕植物的
