植物免疫机制及诱导因子分析

人和动物体都具有免疫功能是众所周知的，利用免疫法抵抗各种疾病的发生，已在人和动物中广泛应用，早在公元16纪以前，我国已发明“人痘接种术”，普遍采用种痘防止天花病。而植物体是否也具有免疫功能？是否也可借助于人和动物中常用的免疫法来抵抗各种病害？这个新课题，目前还鲜为人知。

存在于生物有机体的遗传信息都有一个最基本的意义，即确保其本身在进化过程中的幸存和繁衍，为了生存，生命有机体需要向有利于自己的机体进化，最低限度地避免伤害。由于外界环境和生活方式的差异，植物体和动物体同样都具有一整套高效抵抗外来不良环境的机制，否则现在地球上就不会有如此多的生物体。自然界在富有生命力的寄生物——寄主环境的结合出现以前就有无数的结合发生，在关于大量的近百万年肯定发生的结合中，生物体只有少数的病害发生，这确实是令人惊奇的。在抵御病害方面，植物被认为同动物一样都具有一套免疫机构以抵御外界病害的侵入。虽然在植物中尚未发现免疫球蛋白，抗体抗原的关系还未有明显的证据，但是植物确有可诱导免疫的保卫机制，它能有效地抵抗由真菌、细菌和病毒引起的病害，当然在免疫方法和机理上跟动物是有显著差异的。

从20世纪开始，植物应用免疫方法抗病的事例已不断有所报道。人们用各种诱导因子，接种于幼小植物，使植物整体免疫，以抵抗各种病害的发生。诱导因子可以是多种的：病原体的非致病性生理小种、选择过的非病原体、弱致病性病原体、强致病性病原体以及它们的代谢产物都可诱导植株对病害获得免疫能力。诱导方法较简单，将诱导物喷散或滴接在叶片表面，直接浇根或注射到植株茎部，都可诱导植株免疫。对同一种植物来说，诱导因子可以是多种的，并且诱导产生的抗性，并不仅限于一种病原菌，而是多种的防护，具一定的广谱性。美国人库茨用瓜类刺盘孢和烟草坏死病毒诱导黄瓜免疫，可使黄瓜同时对黑茎病、茎腐病、黄瓜花叶病和角斑病等10种病害产生抗性，单一的诱导可使植株免疫4～6周，若再经一次强化诱导，免疫效应一直可延续到开花结果期。目前，植物免疫工作中，人们常用烟草花叶病毒为诱导因子，使烟草抗黑茎病、番茄环矗病毒等病害。菜豆方面的工作做得比较早，在20世纪30年代，德国人卡波和卡拉耶就用灰葡萄孢代谢物浇根，而使植株免疫。就目前来看人们已在烟草、黄瓜、西瓜、甜瓜、莱豆、马铃薯、小麦和苹果等多种作物中获得成功。到1979年，在寄主—病原苗单—的免疫中，已有100多对获得成功。

植物免疫一般说来具有减少病害的损伤面积和病斑数目的特性，过去对内中的机理尚未完全搞清楚。近年的研究指出，一些病原菌进入免疫植株其穿入能力明显降低，抑制了真菌的发育，抑制了细菌、病毒的侵入和增殖。非常明显，免疫植株木质化作用增强，使植株形成了一种化学屏障和结构屏障，产生的酚木质素前体所具有的剧毒性，游离基的毒性，足以直接控制病原菌的生长，并且木质化还增强了免疫植株细胞壁的机械抗性。(www.xing528.com)

另外还发现在免疫植株中一种叫做植物抗毒素的化学物质明显增高，它们大都出现在病原菌侵染部位附近。植物抗毒素不像动物体内的蛋白质抗体，它是低分子量的，通常为新的物质，是植物次生代谢的产物，数量很少，具有生物专一性，它也可直接抑制病原菌的生长。目前至少已在17个科植物中证实有植物抗毒素的积累，并且同一科的植物所具有的植物抗毒素有着明显的相似性，但科之间有较大差异。现在认为免疫植株中木质化程度的加强和植物抗毒素的合成都和免疫植株一次生代谢——苯丙烷类代谢的加强有关，木质素和植物抗霉素都可能是此代谢的最终产物。

最近有人还发现在免疫植株诱导部位产生一种“化学信号”，并可通过植物体周身传递，这种“化学信号”和植株免疫紧密相关。另外人们还从免疫的烟草、黄瓜等植株中分离出一种特有的蛋白质，这种蛋白质的作用功能目前还不太清楚。

免疫是人类和动物抗病的一种重要手段，但至今还未将免疫强有力地应用到植物病害的控制上。植物免疫有许多优点，应用它不会像使用农药而造成环境污染。但植物免疫目前还大都停留在实验室，只是在美国、日本和荷兰做了一些田间应用工作。目前，植物免疫方面还有许多问题尚待解决，例如免疫作用的稳定性和遗传性，植物免疫还未能涉及到全部植物，控制全部病害，而且还只限于部分植物部分病害，其免疫机制更有待于探讨。跟动物免疫相比较，植物免疫至今还有许多谜，尚待人们去研究解答。以目前的进展来看，植物免疫有很大的潜力，相信不远的将来，植物免疫的手段会像动物免疫那样，被人们广泛接受，在植物王国发挥其应有的作用。