黑腐病(如由*Xanthomonascampestris*pv.*campestris*引起)侵染十字花科作物莖部后,病原菌在維管束及髓部組織中大量繁殖,分泌胞外酶(如果膠酶、纖維素酶)降解細胞壁中膠層,導致髓部組織細胞離解、崩解,終形成空洞,植株易倒伏折斷,完全喪失價值。**延緩空洞化進程**的在于抑制病原菌的擴展和酶活性。通過選育抗(耐)病品種、噴施銅制劑或(如春雷霉素、中生菌素)進行早期防治、或應用誘導系統抗性(SAR)劑(如苯并噻二唑BTH),能多途徑干預這一過程:殺菌劑直接殺滅或抑制莖組織內的病原細菌種群增長,減少細菌總量及其分泌的細胞壁降解酶(CWDEs)的數量。誘導SAR則使植株在病原侵染前或侵染早期就處于“戒備狀態”,增強細胞壁木質化、富含羥脯氨酸糖蛋白(HRGP)沉積等物理加固,以及提前積累病程相關蛋白(如幾丁質酶、β-1,3-葡聚糖酶)來直接攻擊病原菌或抑制其酶活性。此外,維持植株健壯(合理施肥、避免傷口)也有助于限制病菌的初始侵染和擴展速度。病后煙株在營養液支持下,功能葉持綠期延長30%以上。綠斑駁花葉病毒接種實驗
對曲葉病毒(TYLCV)導致頂梢畸形的煙株,噴施含細胞分裂素(CTK)、赤霉素(GA)及鋅、硼的再生促進劑,可強力頂端或腋生分生組織:1)**解除病毒抑制**:外源CTK/GA拮抗病毒干擾的內源失衡,直接刺激休眠芽分生細胞啟動分裂;2)**能量與物質支持**:鋅硼保障核酸和蛋白質合成,為快速抽梢提供基礎;3)**新生葉受保護**:新芽在藥劑誘導的較高系統抗性環境下生長,病毒積累量相對較低。因此,頂部或高位腋芽抽生速率加快,新生枝葉雖可能輕微帶毒,但其形態更接近正常(卷曲度降低),能逐步替代下部嚴重畸形、喪失功能的老病葉,實現冠層更新和光合功能的部分恢復。花葉病毒培育品種花葉病株新生葉病毒積累量低于老葉。
特定的營養液配方,尤其是富含硅、鈣以及調控木質素合成前體物質(如苯丙氨酸)的溶液,能夠有效煙株的防御機制。當根系吸收這些關鍵元素后,植物體內苯丙氨酸解氨酶(PAL)等關鍵酶的活性提升,驅動苯丙烷代謝途徑加速運轉。這一過程促使大量木質素單體(如松柏醇、芥子醇)在細胞壁中合成并交聯沉積。原本較為薄弱的初生壁和中膠層區域被致密的木質素網絡所加固,細胞壁的物理強度和剛性大幅提高。這種木質化過程如同在細胞構筑了一道堅固的“盔甲”。當引起黑莖病的病原(如*Phytophthoranicotianae*)的侵染菌絲試圖穿透組織時,其分泌的細胞壁降解酶(如纖維素酶、果膠酶)的效力被削弱,難以有效分解被木質素強化后的細胞壁結構。同時,堅硬的木質化壁也增加了菌絲機械穿透的難度,有效阻礙了病原菌的侵入和定殖,為植株贏得了啟動其他防御反應的時間。
針對黑莖病(*Phytophthoranicotianae*)引起的莖基部褐變壞死,噴施富含愈合素(如創傷茉莉酸JA)、細胞分裂素(CTK)及促進木質素合成前體(苯丙氨酸)的藥劑,可強力刺激病斑健康組織啟動再生程序:1)**形成層活化**:CTK和JA協同維管形成層細胞分裂,加速產生新的木質部和韌皮部組織;2)**愈傷組織增殖與分化**:壞死區周圍薄壁細胞脫分化形成愈傷組織,并在營養支持下快速再分化為健康的皮層和表皮細胞;3)**木質化加固**:苯丙氨酸促進酚類物質和木質素在新生組織沉積,增強抗侵染能力。新生組織從壞死區邊緣向中心快速推進,形成色澤正常、結構致密的“健康覆蓋層”,有效封閉病灶,阻隔病原菌進一步向深層組織擴展,恢復莖稈的支撐與疏導功能。營養液噴施后煙株莖稈挺拔,葉片膨大增厚,形成抵御病原侵襲的健壯體質。
針對黑莖病(病原:*Phomalingam*/*Leptosphaeriamaculans*)易侵染莖基部的特點,通過根部澆灌或莖基部噴施富含苯丙烷代謝前體物質(如苯丙氨酸)和關鍵催化元素(如銅、硼)的營養液,可并增強煙株莖稈組織(特別是維管束和皮層)的苯丙烷代謝途徑。這一途徑是合成木質素(Lignin)的通道。營養液刺激了關鍵酶(如苯丙氨酸解氨酶PAL、肉桂醇脫氫酶CAD、過物酶POD)的活性,促使更多的木質素單體(如松柏醇)被合成并聚合沉積到細胞壁(尤其是次生壁)中。木質素是一種復雜的三維酚類聚合物,其大量沉積:1)**強化細胞壁機械性能:**極大增強了細胞壁的硬度、韌性和抗壓強度,使莖稈更加堅固挺拔,不易因風雨或自重發生彎折或倒伏,減少了物理傷口(病原侵入門戶)。2)**構筑化學物理屏障:**木質素本身具有疏水性和抗微生物降解的特性,其致密的網絡結構極大地阻礙了黑莖病菌絲穿透細胞壁和分泌的胞壁降解酶(如果膠酶、纖維素酶)的擴散與作用。因此,加固的莖稈提升了抵抗黑莖病菌機械穿透和酶解破壞的能力,降低了莖基部侵染、潰爛的風險。促進根系分泌抑菌物質,抑制青枯病菌在根際土壤的繁殖密度。花葉病毒培育品種
病后補償生長效應增強,單株有效葉數恢復接近正常。綠斑駁花葉病毒接種實驗
當煙株受到某些誘導因子(如特定抗病毒制劑、激發子或營養調控)作用后,其細胞間連絲(Plasmodesmata)的結構和功能可能發生改變。細胞間連絲是植物細胞間進行物質和信息交流、也是病毒粒體(如花葉病毒TMV)在葉肉組織內進行細胞間移動的關鍵通道。這種改變可能涉及連絲通道孔徑的物理性收縮、連絲腔內充滿胼胝質(Callose)沉積物、或連絲相關蛋白(如運動蛋白受體)的修飾和抑制。花葉病毒編碼的運動蛋白(MovementProtein,MP)通常具有擴大連絲孔徑、形成管狀結構以運輸病毒核酸復合體的功能。然而,在受到調控的植株中,運動蛋白與修飾后的連絲的相互作用效率下降,其“開孔”能力被削弱或阻斷。同時,胼胝質的快速沉積在連絲通道周圍形成物理屏障,進一步限制了病毒粒體或核酸復合體通過連絲進行胞間轉運的速率和效率。其結果是,即使病毒成功侵染了初始細胞,它向周圍相鄰葉肉細胞擴散的速度被延緩,病毒侵染灶的擴展范圍受到限制,有效降低了病毒在葉片組織內的系統性積累速度,減輕了癥狀的嚴重程度和擴散面積。綠斑駁花葉病毒接種實驗