牛亞斌 李 紅 李曉靜 劉雪平

（1.鄭州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 河南 鄭州 450001；2.新密市農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展服務中心 河南 新密 452370；3.鞏義市農(nóng)業(yè)服務中心 河南 鞏義 451200）

植物誘導抗性劑（Plant Induced Resistance，PIR）是指植物在受到生物或非生物脅迫后， 通過自身的防御系統(tǒng)，產(chǎn)生一系列抗病、抗蟲、抗逆性等方面的響應，以增強其對外來壓力的適應性和抵抗性。 又將植物誘導抗性定義為植物在接種病原物后或在一定的物理或化學因素的作用下， 所產(chǎn)生的局部或系統(tǒng)的抗性，并沿用至今[1]。 植物誘導抗性在所有植物中普遍存在，具有誘導的非?；浴⑾到y(tǒng)廣譜性和持效性及安全性等特點[2]。 受到激發(fā)子刺激部位所產(chǎn)生的信號分子，能夠轉(zhuǎn)導至其他未經(jīng)處理的部位，從而使植物獲得系統(tǒng)性的抗病性[3]。 植物誘導抗性劑促進植物免疫系統(tǒng)的激活， 使植物能夠通過多種途徑形成防御反應，包括改變植物細胞壁組成來提高抗病性、產(chǎn)生化學信號誘導實現(xiàn)抗蟲性、 調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育以適應不同的環(huán)境壓力、增強植物的免疫反應等。

植物誘導抗性劑實現(xiàn)植物自我保護的機制，不僅對植物本身的健康具有重要意義， 同時也能夠降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對化學農(nóng)藥的依賴， 減少環(huán)境污染和食品安全隱患[4]。 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，植物誘導抗性劑被廣泛研究和應用， 是一種非常有前景的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。

1 植物誘導抗性劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要性

植物誘導抗性劑可以提高作物的抗病、 抗蟲害能力，還能減少化學農(nóng)藥的使用，減少環(huán)境污染和農(nóng)產(chǎn)品殘留問題。 當遇到一些外來病蟲害等壓力時，作物可以通過激活自身免疫系統(tǒng)來應對， 減少了化學農(nóng)藥的使用[5]。 這不但可以避免化學農(nóng)藥滲入到食品鏈中，也有利于保護土壤、水體和自然環(huán)境[6]。

同時， 植物誘導抗性劑還能提高作物的抗逆性能，如抗寒、抗旱、耐鹽堿等。 隨著氣候變化和自然環(huán)境的改變，作物生長環(huán)境面臨較大的不確定性，在這種情況下，通過降低災害損失來實現(xiàn)高效、可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[7]。 這種方法可以幫助減少對化學農(nóng)藥和化學肥料的依賴， 并減少使用這些化學品對人體、 土壤和環(huán)境造成的負面影響。 對于維持健康的生態(tài)系統(tǒng)、 減輕土地和水資源壓力， 提供可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展路徑都具有重要意義。 由此可見， 它不僅能夠提高作物的抗病、 抗蟲和抗逆性， 還能降低化學農(nóng)藥的使用， 減少環(huán)境污染和農(nóng)產(chǎn)品殘留問題， 具有積極的經(jīng)濟、 社會和生態(tài)效益[8]。

科技進步加速植物誘導抗性劑的研究， 現(xiàn)在已經(jīng)有了許多高效的植物誘導抗性劑配方在田間使用[9]。 其中，蛋白質(zhì)體或天然激素等物質(zhì)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用比較廣泛。 研究人員已經(jīng)開發(fā)了具有干擾病原體侵入能力的生物菌劑，并在田間試驗成功，改善了農(nóng)作物的生長。 另外，研究人員也在探索植物誘導抗性劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高土壤質(zhì)量、 控制重金屬和農(nóng)藥等污染的可能[10]。因此植物誘導抗性劑已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的技術(shù)之一[11]。

2 植物誘導抗性劑的種類及作用機理

2.1 脂質(zhì)體

脂質(zhì)體是一種天然的生物大分子，無毒、無害、生物兼容性好[12]。它是由一層或多層由磷脂和膽固醇等化合物形成的球形膜囊構(gòu)成， 其中磷脂分子在水和油之間形成平衡。 其作用原理是將一些植物表面活性物質(zhì)如鏈霉素通過脂質(zhì)體納入到植物內(nèi)， 形成一定的抗性。

2.2 糖質(zhì)體

糖質(zhì)體是一種由糖類和脂質(zhì)類物質(zhì)組成的分子復合物， 其帶有電荷特征， 可以附合在葉片表面細胞的細胞壁上形成薄膜層， 進而增加植物的抗性。其機制是通過在植物表面產(chǎn)生一層防御屏障， 以保護植物。 當有害物質(zhì)侵入植物表面后， 糖質(zhì)體能夠迅速將它們吸附到表面， 并增加表面張力， 使有害物質(zhì)無法附著在植物表面上并形成保護層， 進而降低病害發(fā)生率[13]。 通過與其他農(nóng)藥組合使用，可廣泛應用于果樹、蔬菜等各類經(jīng)濟作物的生產(chǎn)上[14]。

2.3 蛋白質(zhì)體

蛋白質(zhì)體是由一些天然的蛋白質(zhì)及一些激素等組成的復合物， 其主要通過改變植物體內(nèi)的代謝通路和信號轉(zhuǎn)導來增加植物的抗性。 蛋白質(zhì)體的應用原理是通過刺激植物體免疫防御機制， 促使其產(chǎn)生抗性。 蛋白質(zhì)體能夠激活植物體內(nèi)的免疫途徑，增加其對病害的抵抗力，改善植物生長和發(fā)育狀態(tài)，為植物保護提供了更為有效的方式。

2.4 植物激素

植物激素是植物內(nèi)源性生長調(diào)節(jié)物質(zhì)， 包括赤霉素、乙烯、赤素等。 其主要作用是調(diào)控植物生長和發(fā)育進程，調(diào)控植物對環(huán)境脅迫的響應，在植物免疫防御中具有重要的作用[15]。例如，乙烯是一種含有98%碳和2%氫的簡單碳氫化合物；赤霉素是一種由多種同分異構(gòu)體組成的物質(zhì)； 赤素是一種由苯丙酸和吲哚酸合成的化合物。 這些激素在結(jié)構(gòu)上有著明顯的差異[16]。 其優(yōu)點是具有良好的生長適應能力[17]。

3 植物誘導抗性劑的應用領(lǐng)域

3.1 種子處理

通過種子處理，植物對病原菌、真菌等的侵襲能力得到明顯提高， 使其產(chǎn)量得到增加， 并提高其抗凍、抗旱等針對逆境環(huán)境的應對能力[18-19]。 經(jīng)過處理的玉米種子在種植后出苗率提高了10%以上， 而傳統(tǒng)處理方法僅提高了2%左右。 在顯微鏡下觀察可以看到，玉米種芽更加粗壯，根系健壯，而傳統(tǒng)處理方法下的玉米種子則表現(xiàn)出生長較弱、 病蟲害易發(fā)的情況。

同時，種子處理方法方便快捷、成本較低，可助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)高效、安全的生產(chǎn)目標。 未來，隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展及人們對環(huán)境和生態(tài)問題的日益重視， 植物誘導抗性劑的種子處理應用也將進一步得到推廣。

3.2 農(nóng)藥增效

農(nóng)藥增效劑是指添加在農(nóng)藥中， 可以提高農(nóng)藥的殺蟲防治作用的一種化學物質(zhì)， 可以大幅度降低病蟲對作物的危害，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。 有試驗結(jié)果表明， 植物誘導抗性劑和農(nóng)藥配合使用后， 水稻的產(chǎn)量大幅提高， 使用農(nóng)藥的量也大幅降低， 增產(chǎn)增效。 經(jīng)過精細處理和合理配方， 當植物誘導抗性劑和農(nóng)藥在一定濃度下、 達到一定比例時， 可以使農(nóng)藥的效率提高20%～30%，同時可降低農(nóng)藥使用量20%～30%。

通過植物誘導抗性劑和農(nóng)藥增效劑的聯(lián)合使用， 不僅能夠提高作物的防御能力， 促進農(nóng)藥在植物體內(nèi)的分化和吸收， 而且能夠大幅度減少農(nóng)藥的使用量、 保護環(huán)境。 具有防治高效、 經(jīng)濟實惠等優(yōu)點[20]。

3.3 抵抗病害

植物誘導抗性劑可以增強植物機體免疫系統(tǒng)，從而使植物更能夠抵御外界環(huán)境的攻擊和病害侵襲，提高植物對病害的抵抗能力，降低農(nóng)作物的病害發(fā)病率和死亡率[21]。 此外，應用植物誘導抗性劑也可以增加植物本身的免疫修復能力， 有助于植物產(chǎn)生更多的免疫響應， 從而縮短病害持續(xù)的時間和減輕病害對作物的危害程度[22]。

3.4 提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)

植物誘導抗性劑可以增加作物的生長速度、改善其產(chǎn)量和品質(zhì)，提高土地利用率和農(nóng)業(yè)效益。 通過促進植物生長發(fā)育、增強光合作用和養(yǎng)分吸收能力，提高作物產(chǎn)量[23]。通過與作物的其他生長調(diào)節(jié)技術(shù)配合使用，如配合施肥、關(guān)注病蟲害等，進一步提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，降低生產(chǎn)成本。

3.5 生物安全

植物誘導抗性劑可有效降低土地、 水環(huán)境中的化學物質(zhì)殘留和農(nóng)藥使用量， 從而降低對環(huán)境的污染和危害，并保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全[24]。 通過增加植物對大氣污染、 氣候變化和土地酸堿度的脅迫條件的耐受性，有助于維護生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定、確保生物安全、保障農(nóng)業(yè)開發(fā)的可持續(xù)性。

4 展望

近年來， 隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展需求逐漸凸顯，植物誘導抗性劑的研發(fā)與應用變得愈發(fā)重要。首先是發(fā)掘與利用新型誘導劑資源， 當前已知的誘導劑種類有限， 而不同植物對誘導劑的敏感性和誘導效果可能存在差異。 因此，未來研究需要從生物、微生物及天然產(chǎn)物等多種來源中發(fā)掘與利用新型誘導劑資源，通過合成化學手段設計并篩選出更高效、環(huán)境友好的誘導劑。

同時需要揭示植物誘導抗性的分子機制， 對植物誘導抗性分子機制的深入研究有助于精確調(diào)控植物抗性，進一步提高植物誘導劑的使用效果。 這包括研究激活植物抗性的信號傳導途徑、 調(diào)控基因表達和蛋白質(zhì)翻譯等分子層面的調(diào)控機制。 通過深入了解這些機制，可以為篩選、設計和應用植物誘導劑提供理論基礎(chǔ)。

其次可以繼續(xù)創(chuàng)新植物誘導劑的使用技術(shù)與方法， 為了提高植物誘導劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實際應用效果，可以研究開發(fā)不同的施用方式，如葉面噴施、根系滴灌等。 此外，針對不同作物和生長階段，可以通過優(yōu)化施藥時間和劑量等參數(shù)， 實現(xiàn)植物誘導劑使用的精細化管理。 同時，可探討與其他生物防治技術(shù)的整合應用，以提高防治效果和降低成本。

同樣重要的是還需要研究植物誘導劑對全球氣候變化的適應性，隨著全球氣候變化加劇，極端氣候?qū)r(nóng)作物生長及病蟲害發(fā)生的影響日益嚴重。 因此，研究植物誘導劑在不同氣候條件下的適應性和穩(wěn)定性具有重要意義。 通過建立多環(huán)境試驗平臺和模擬氣候變化條件， 探究植物誘導劑在應對氣候變化所帶來的生產(chǎn)挑戰(zhàn)方面的應用潛力。

綜上來看， 發(fā)掘與利用新型誘導劑資源、 揭示植物誘導抗性的分子機制、 創(chuàng)新植物誘導劑的使用技術(shù)與方法及研究植物誘導劑對全球氣候變化的適應性等方向， 這些新穎論點將為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供新的思路和方法， 助力實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和綠色環(huán)保的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。