综述:硫胺素诱导植物抗性的机制:生化见解与应用

【字体: 时间:2025年09月18日 来源:Plant Pathology 2.4

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  本综述系统阐述硫胺素(维生素B1)通过激活活性氧(ROS)信号、水杨酸(SA)通路和系统获得性抗性(SAR)等机制增强植物抗病性的生化过程,为开发环境友好型生物农药提供重要理论依据。

  

ABSTRACT

硫胺素(维生素B1)作为初级代谢途径的辅因子已被广泛认知。近年研究发现其能显著增强植物对细菌、真菌、病毒及蚜虫等多种病原体的抗性。外源施用硫胺素通过多重生化机制激活植物防御反应,包括活性氧(ROS)信号传导、水杨酸(SA)介导的通路调节以及抗氧化活性调控。本文重点探讨硫胺素作为抗性诱导剂的作用机制:一方面通过调控ROS平衡,激发细胞内的氧化爆发信号;另一方面增强系统获得性抗性(SAR),促进植物产生持久且广谱的抗病能力。此外,硫胺素可强化植物结构防御,如细胞壁加厚和木质素沉积。

在分子层面,硫胺素触发关键信号级联反应,诱导防御相关蛋白(如病程相关蛋白PRs)的表达和酚类代谢的激活。研究表明,经硫胺素处理的植物在遭遇病原侵染时,能快速积累水杨酸并激活NPR1依赖的信号转导途径,进而启动多重抗病基因的转录。生理学实验证实,外源硫胺素处理可直接抑制病原菌生长并限制其扩展,显著降低病害严重度。

未来研究需聚焦硫胺素的田间稳定性、递送系统优化及与农业实践的整合应用,以推动其作为化学农药替代品的规模化使用。硫胺素诱导的抗性机制为可持续作物保护策略提供了新方向,兼具环境友好性与抗性进化治理潜力。

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