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枯草芽孢杆菌诱导植物系统抗性(ISR)的机理与应用

发布时间:2025-12-04 作者:山东今微生物技术有限公司 点击:990次

摘要: 枯草芽孢杆菌不仅能直接抑制病原菌,还能激活植物自身的广谱防御机制,即诱导系统抗性(ISR)。本文深入解析了枯草芽孢杆菌激活ISR的信号通路及其在绿色植保中的应用策略。

一、ISR的概念与特点
诱导系统抗性(ISR)是指植物根系接种有益微生物后,其地上部未受侵染的器官对多种病原菌(真菌、细菌、病毒)和害虫产生增强的抗性。这是一种“预警”状态,不直接杀死病原菌,而是使植物在遭受攻击时能更快、更强地启动防御反应。与系统获得抗性(SAR)不同,ISR通常不引起水杨酸(SA)途径的激活,也不伴随病程相关蛋白(PRs)的积累。
二、枯草芽孢杆菌激活ISR的机理
枯草芽孢杆菌的菌体成分(如脂肽、鞭毛蛋白)和代谢产物作为激发子,被植物根部的模式识别受体(PRRs)识别,启动一个依赖于茉莉酸(JA)和乙烯(ET)信号通路的防御信号传导网络。

  1. 1.
    信号产生: 根系感知激发子后,产生关键信号分子。
  2. 2.
    信号传导: JA和ET信号通路被激活,并在维管束中长距离传输至地上部。
  3. 3.
    防御“预激活”: 地上部叶片等器官进入“敏化”状态。防御相关基因处于“待命”状态,但并未大量表达,因此不消耗过多能量(“节能”是ISR的一大优势)。
  4. 4.
    快速防御反应: 当病原菌真正入侵时,被ISR“敏化”的植物能极快地 增强细胞壁、产生植保素、激活防御基因表达,从而有效遏制病原菌的扩展。

三、在绿色植保中的应用策略

  • 作为生物农药增效剂: 使用枯草芽孢杆菌制剂处理种子或灌根,诱导植株整体产生抗性,可减少后期化学农药的施用次数和用量。
  • 预防土传和叶部病害: 尤其适用于由镰刀菌、丝核菌等引起的土传病害,以及由白粉病、霜霉病等引起的叶部病害的预防。
  • 与其它措施结合: ISR提供的是一种基础性、广谱的抗病背景,可与精准使用的高效低毒化学农药、抗病品种等结合,形成综合植保方案。

结论: 枯草芽孢杆菌诱导植物系统抗性(ISR)的机制,体现了植物-微生物互作的精妙与智慧。利用这一机制,不仅能更有效地防控病害,也符合农业绿色、可持续发展的要求。


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