当烟株感知到青枯病菌(*Ralstoniasolanacearum*)侵染或其激发子时,会迅速其的防御代谢途径——苯丙烷代谢途径。这一途径的涉及一系列关键酶(如PAL,C4H,4CL)活性的快速上调。代谢流通过此途径被导向合成多种具有直接活性的次生代谢产物,即植保素(Phytoalexins)。在中,关键的植保素包括萜类化合物(如辣椒醇)和酚类化合物(如绿原酸、类黄酮衍生物)。这些植保素在病菌侵染点及其周围组织中大量积累。它们的作用机制多样:可直接插入或破坏细菌的细胞膜,导致膜通透性增加、内容物外泄;可干扰细菌的酶活性或能量代谢;可作为还原剂产生活性氧杀伤细菌;或干扰细菌的群体感应(QuorumSensing)信号系统,抑制其毒力因子的表达。植保素在侵染位点形成高浓度的微环境,对试图定殖和增殖的青枯病菌产生强烈的抑制甚至杀灭作用,有效限制了病原菌种群在维管束及其周围组织中的扩张,是植物对抗土传细菌害的关键化学武器。病侵染点周围形成物质富集区,抑制菌丝扩散。葡萄花叶病毒图片

在野火病(*Pseudomonassyringae*pv.*tabaci*)焦斑出现后,喷施诱导系统抗性(SAR)剂(如苯并噻二唑BTH)或含铜制剂,可促使病健交界处细胞快速启动木栓化(Suberization)程序:1)**细胞壁强化**:苯丙烷代谢途径,大量合成并沉积疏水性木栓质(Suberin)和木质素,在病斑形成数层厚壁的**木栓化环带**;2)**物理阻隔**:该环带结构致密,有效阻断病原细菌及其(如烟Tabtoxin)向邻近健康组织的扩散路径;3)**生理隔离**:木栓化细胞原生质解体,形成死细胞屏障,切断与病区的物质交换。这种主动构建的“隔离墙”,将病原和损伤严格限制在已有焦斑范围内,遏制了病斑边缘焦枯、黄晕区域的持续扩展,保护了周围健康叶片组织的光合功能。高粱花叶病毒 p3黑腐病斑边缘产生愈伤隔离层,阻断病菌向健康组织延伸。

曲叶病毒(TLCV)等双生病毒后,烟株体内常发生剧烈的胁迫。病毒复制和侵扰会干扰细胞正常的还原衡,导致线粒体和叶绿体等细胞器中活性氧(ROS),如超氧阴离子(O₂⁻)、过氢(H₂O₂)和羟基自由基(·OH)的过量产生和积累。这些高活性的氧自由基会攻击脂质(导致膜脂过)、蛋白质(使其失活或变性)、核酸(造成损伤突变),加速细胞损伤和叶片卷曲、黄化等症状。特定的营养液配方(富含抗物质前体如硫(参与谷胱甘肽合成)、锰/铜/锌(SOD辅因子)、硒(GSH-Px成分),以及抗坏血酸、生育酚等)能够增强植株的抗防御系统。一方面,它提高了关键抗酶(超物歧化酶SOD、过氢酶CAT、抗坏血酸过物酶APX、谷胱甘肽还原酶GR)的活性和含量,加速ROS的(如SOD将O₂⁻转化为H₂O₂,CAT/APX进一步分解H₂O₂为水)。另一方面,提供充足的还原力(如抗坏血酸AsA、谷胱甘肽GSH),直接淬灭自由基并再生其他抗剂。通过有效提升植株整体的抗能力,营养液帮助病株更有效地由曲叶病毒诱导产生的过量氧自由基,减轻损伤对细胞器和生物大分子的破坏,从而缓解病毒症状(如减轻叶片畸形、坏死),维持细胞活力和功能。
枯萎病(常由尖孢镰刀菌*Fusariumoxysporum*等引起)的烟株,其主根或部分侧根常因病原菌侵染导致的维管束堵塞和坏死而丧失吸收功能,植株面临严重的水分和养分胁迫。作为一种关键的生存策略,烟株会迅速启动补偿机制。在尚存活力的根区,尤其是靠近根颈部和未受侵染的根段,内源(如生长素和细胞分裂素)的分布和信号通路发生改变,强烈刺激根尖分生组织的活化和分裂。其结果是大量新的侧根原基被诱导形成,并在较短时间内突破皮层,快速伸长生长。这些新生的侧根具有健康的顶端分生区和根毛区,它们积极向周围未被病原污染或污染较轻的土壤空间拓展,形成全新的、高效的吸收网络。这些新根能绕过受堵塞的木质部导管,直接从土壤中汲取水分和矿质养分(如氮、磷、钾),重新建立起地上部与地下部物质交换的桥梁,缓解因维管束病害导致的萎蔫和营养缺乏症状,维持植株的基本生理功能,为病株的存活和可能的恢复提供基础保障。建立根冠协同防御,阻断斑萎病毒向生长点转移。

系统获得抗性(SystemicAcquiredResistance,SAR)是植物在局部受病原(特别是坏死型病原)侵染后,诱导产生的一种广谱、持久的全株抗病状态。**提升SAR信号传导效率**是增强植物(如、番茄)对花叶病毒(如TMV,CMV)等后续侵染抵抗力的重要策略。这可以通过应用SAR化学诱导剂(如水杨酸SA及其功能性类似物苯并噻二唑BTH、噻酰菌胺TI)或特定的生物激发子(如某些寡糖、脂肽)来实现。这些物质能够模拟或强化植物自身的SA信号通路:SA是SAR的关键信号分子。外源应用诱导剂能直接提升植株体内SA水或SA下游信号转导组分(如NPR1蛋白)。高效的信号传导意味着:**信号放大:**局部处理点产生的SA信号能更快、更强地传递至全株。**响应增强:**远端组织对SA信号的感知更灵敏,下游防御基因(如编码PR蛋白:几丁质酶PR-3、β-1,3-葡聚糖酶PR-2、PR-1蛋白等)的转录更迅速、更充分。促进根系分泌抑菌物质,抑制青枯病菌在根际土壤的繁殖密度。圆椒花叶病毒病
促进根系共生菌群平衡,抑制枯萎病菌厚垣孢子萌发。葡萄花叶病毒图片
斑萎病毒(TSWV)侵染后,极易通过维管束向顶端分生组织(生长点)转移,导致顶梢坏死、畸形,毁灭性打击植株。通过根部施用特定微生物菌剂(如诱导ISR的有益根际细菌)或生物刺(如壳寡糖),结合叶面喷施SAR的物质(如苯并噻二唑BTH),可**建立根冠协同防御**体系,有效阻断病毒向顶端的转移:1)**根部诱导ISR:**根际有益菌定殖或根施激发子,茉莉酸(JA)/乙烯(ET)信号通路为主的诱导系统抗性(ISR)。ISR虽不直接抗病毒,但系统性地增强了植株基础防御状态和健康度。2)**冠部诱导SAR:**叶面处理水杨酸(SA)信号通路主导的系统获得抗性(SAR),导致全株(包括顶端)积累高水的抗病毒PR蛋白。3)**协同增效:**ISR与SAR信号通路虽不同,但存在交叉对话(Cross-talk),可产生协同或叠加效应,在维管束和顶端组织建立更强大的防御屏障。4)**物理化学阻断:**协同防御诱导维管束周围细胞产生胼胝质沉积,物理性阻碍病毒粒子在筛管中的移动;同时高浓度的PR蛋白(如具RNase活性的PR-10)能直接降解病毒RNA。葡萄花叶病毒图片