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1、植物生理学通讯 第38卷第6期,2002年12月619水杨酸与植物抗逆性333王利军 战吉成 黄卫东(中国农业大学园艺学院,北京100094)SalicylicAcidandResponsetoStressinPlantsWANGLi2Jun,ZHANJi2Cheng,HUANGWei2Dong(CollegeofHorticulture,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100094)提要 综述了植物体内水杨酸对不同逆境的响应与信号转导、基因表达和蛋白质合成过程;对外施水杨酸的效应和与活性氧、抗氧化系统、脱落酸的关系,以及水杨酸
2、作为系统信号分子的可能性作了讨论。关键词 水杨酸 抗氧化系统 信号转导 基因表达 蛋白质合成 植物通过改变细胞代谢和激发不同的防御机化为带有1个电子处于氧化态的SA自由基(SA·)。由于SA·制来应对生物胁迫和非生物胁迫,在胁迫条件下植能够启动脂质过氧化和蛋白质交物的生存能力依赖于对外界刺激的识别、产生和传联等级联反应,因此少量SA水平的提高,就能产[1]·递信号、基因表达、代谢调节。水杨酸(salicylic生足够水平的SA,而引起深刻的生物学反应。·acid,SA)、茉莉酸(jasmonicacid,JA)、脱落酸SA通过诱导脂质过氧化使病程相关蛋白表[13,
3、14]-·(ABA)、钙离子等被认为是信号传递分子,而水杨达,从而获得抗性。而超氧化物阴离子(O2)、酸近年来引起了人们的特别关注,因为它既在动物H2O2等活性氧不仅可以直接杀伤病原物,参与膜上有作用,又在植物上有作用,尤其是在植物防御脂过氧化,介入HR,还可以促进细胞壁木质化和[1,2]病害方面起作用。水杨酸,即邻羟基苯甲酸,HR细胞的死亡。SA还可作用于细胞质膜是一种简单的酚类化合物。许多实验证明SA是NADPH氧化酶,促进H2O2的产生。但较高浓度的重要的能够激活植物过敏反应(hypersensitivere2H[15]2O2也能诱导SA合成。Leon等发现H
4、2O2通sponse,HR)和系统获得性抗性(systemicacquired过诱导苯甲酸222羟化酶的活性和苯甲酸含量的增[3]resistance,SAR)的内源信号分子。近些年来,又[16]加来诱导SA合成。Bi等人也报告H2O2可以促陆续发现SA具有提高植物非生物抗逆性作用,如进SA的合成。这说明H2O2也可能处于SA的上[4][5,6][6,7]提高植物的抗盐性、抗旱性、抗寒性和抗[1]游。Rao等认为,SA诱导启动脂质过氧化、PR[6,8,9]热性;当植物受到紫外照射、臭氧胁迫时,内基因表达和建立SAR均需要H2O2,H2O2的大量增[10,11]源SA
5、在积累,并有病程相关蛋白产生。对其加可改变细胞内的氧化还原状态及提供有利于机理也进行了探讨。本文从信号转导、基因表达、·SA产生的环境。蛋白质合成、与活性氧的关系等各个侧面综述水杨水杨酸调节活性氧和抗氧化酶(剂)而提高植酸在植物抗逆性形成过程中的作用。物的抗性在非生物胁迫的研究中也有不少证据。1 水杨酸与活性氧及激素的关系-1有人用0.25～5.00mmol·LSA喷施苹果叶片1.1 水杨酸和活性氧及抗氧化酶(剂)的关系 水-·24h后,叶片中SOD活性显著提高,O2含量则明杨酸通过调节活性氧、抗氧化酶(剂)而提高植物抗[17]显降低。在NaCl胁迫下,SA能提高小
6、麦幼苗性反应的启动机制的研究目前还主要集中在抗病[4][18]体内SOD活性。Bowler等的研究表明,SA反应上。已经发现病原物侵染植株后,植株中SA在转录水平上还能激活与胁迫相关基因的启动子水平急剧增加,而且SA可以同时通过提高超氧物歧化酶(SOD)等产生H2O2酶类的活性和抑制过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸氧化酶(APX)等降解酶类收稿 2001212212 修定 2002206217的活性,最终积累H2O2来提高植物的抗病性。动资助 国家自然科学基金(30070531)。力学和光谱学的研究表明,SA作为电子供体,可为3现在中国科学院地理科学与资源研究所
7、工作(北京100101)。CAT和APX提供1个电子,同时抑制这种酶,使其33 通讯联系人。[13,14]处于相对不活跃状态,在此过程中,SA被转©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.620植物生理学通讯 第38卷第6期,2002年12月[19]-1子Mn2SOD。Dat等报道,用100μmol·LSA培病基因的表达,另一方面,又能通过抗病基因的表养烟草植株,其H2O2含量比不加SA的高140%,达和抗氧化酶(剂)细胞清除系统的活化,降低脂质[20]过氧化物水平,以减轻植物的
