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水杨酸在农业生产中的利用水杨酸在农业生产中的利用刘自刚 张雁   摘要综述了水杨酸作用机制、生理效应等方面的研究进展,当前在农业生产中的应用情况,以及水杨酸作为一种新型植物激素在农业生产中的应用前景和水杨酸产品开发过程中需注意解决的问题。   关键词水杨酸;农业生产;利用   水杨酸(salicylic,SA)化学名称邻羟基本甲酸,一种广泛存在于植物中的一类小分子酚类物质,是苯丙氨酸代谢途径的中间产物,属于肉硅酸的衍生物。参与植物的蒸腾、种子萌发、开花、结实、气孔关闭、产热等多种生理生化过程;诱导植物产生抗病、抗盐、耐冷等多种生理性状,还可参与植物细胞线粒体抗氰呼吸和非磷酸化途径,提高植物体内茉莉酸代谢水平。   植物体内水杨酸受体蛋白基因与过氧化物酶基因高度同源,外源水杨酸进人体内能够直接激活许多与抗性有关的酶系统活性;同时水杨酸还参与植物体内茉莉酸代谢调节,后者可增强植物对多种胁迫的抗逆能力。许多研究还表明,水杨酸能显著提高SOD的活性,抑制CAT(过氧化氢酶)、APX(抗坏血酸过氧化物酶)活性;SOD活性提高能促使植物体内H2O2大量生成,而CAT、APX是植物体内重要的H20:的清除剂,通过与水杨酸结合,其活性被抑制,从而导致H202积累。H2O2诱导植物细胞过敏性坏死反应,同时还对微生物有直接的毒性。H202还参与细胞壁蛋白(如富经糖蛋白)的氧化交联和木质素的形成,木质素能加固细胞壁,作为一种结构性防御屏障,起阻止微生物进一步侵染的作用。   水杨酸是诱导植物抗病反应的一个重要信号分子。许多植物感病后,其体内都会有大量水杨酸积累,水杨酸与系统抗性(systemicacquiredresistance,SAR)的形成密切相关。SAR指在病原物诱导下植物产生的一种整体水平非专化抗性,对病原菌的再侵染,甚至对其它病原物的侵染均产生很强的抗性,是植物一种主动防御机制。植物SAR的产生需要一系列信号的转导,水杨酸是激发SAR的主要信号分子。转细菌的水杨酸羟化酶基因(nahG)烟草和拟南芥试验进一步证明水杨酸是诱导SAR的重要的内源信息物质。Chen等从烟草中鉴定出一种水溶性水杨酸的受体蛋白(SABP)。分子生物学和酶学的研究表明,SABP是一种过氧化氢酶(catalase,CAT),SABP与水杨酸结合后即失去酶活性。Chen等认为水杨酸的作用首先在于和具有CAT活性的SABP结合,使其CAT活性受到抑制,从而提高植物体内H202的含量,最终导致与SAR有关的防卫基因表达和植物抗病性的诱导。1997年,Du等在烟草和拟南芥中发现另一种与水杨酸具有高度亲和性、低丰度的可溶性SABP2。与过氧化氢酶相比,SABP2更有可能在水杨酸的信号传导中起作用。在诱导SAR的信号传递过程中水杨酸可能作用在H202的上游,即水杨酸在诱导SAR中是作为第一信使,而H202是第二信使;但有些研究报道认为水杨酸作用位置在H202的下游。另外,植物体内的离子流、蛋白磷酸化/去磷酸化反应、NO产生、脂质过氧化等相互配合同样能够激活植物的抗病性反应与水杨酸也有一定的关系。因此,水杨酸介导的植物抗病反应的机制是多途径的。   低温胁迫条件下,水杨酸可在细胞膜的疏水区积累,影响与膜相关的一系列生理生化反应。外源