《BMC Plant Biology》：Salicylic and succinic acids as inducers of phytoimmunity in winter wheat for the management of powdery mildew (Blumeria graminis (DC) Speer f. sp. tritici)
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为探究冬小麦对病原菌的免疫机制，研究人员以水杨酸（SA）和琥珀酸（SUA）为诱导剂开展研究，发现 SA 可增强抗性品种的免疫，意义重大。
冬小麦抗白粉病研究：水杨酸与琥珀酸的作用探秘
在全球农业的大舞台上，冬小麦（Triticum aestivum L.）占据着举足轻重的地位，它不仅是人类餐桌上的主食，还在工业和能源领域发挥着重要作用。然而，近年来，冬小麦的产量和质量受到了严重威胁，其中白粉病是主要 “元凶” 之一。白粉病由禾本科布氏白粉菌小麦专化型（Blumeria graminis (DC) Speer f. sp. tritici）引起，这种病菌就像隐藏在麦田里的 “破坏者”，感染后会减少叶片的光合作用面积，破坏叶绿素，进而降低小麦产量、延迟成熟，尤其在易感品种中危害更为严重。
为了应对这一挑战，来自乌克兰国家科学院植物生理学和遗传学研究所、波兰科学院欧洲区域生态水文学中心、罗兹大学等机构的研究人员开展了一项重要研究。他们聚焦于水杨酸（SA）和琥珀酸（SUA），试图揭示这两种物质在诱导冬小麦对白粉病抗性中的作用机制。该研究成果发表在《BMC Plant Biology》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，选取了两种冬小麦品种 —— 抗性品种 Favoritka 和易感品种 Poliska 90，在温室中模拟自然感染条件，让小麦在孕穗 - 开花期自然感染白粉病菌。当白粉病发展到一定程度时，用 0.1mM 的 SA 和 SUA 对植株进行处理。之后，在感染后 14 天，采集旗叶进行各项生理生化指标的检测。检测方法包括用亚铁氰化钾法测定过氧化氢（H2?O2?）含量，通过抑制氮蓝四唑光化学还原反应测定超氧化物歧化酶（SOD）活性，利用与钼酸铵的显色反应测定过氧化氢酶（CAT）活性，根据抗坏血酸氧化导致的吸光度变化测定抗坏血酸过氧化物酶（APO）活性，通过生成反式肉桂酸的反应测定苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性 ，使用 Bradford 法测定总可溶性蛋白含量，用气相色谱法分析乙烯释放量等。同时，还评估了病原菌侵害程度、电解质外渗（EEL）、叶绿素含量以及产量等指标，并运用主成分分析（PCA）对数据进行统计分析。
1. 应激保护反应
研究发现，在抗性品种 Favoritka 中，SA 和 SUA 处理均显著提高了 PAL 活性，比对照分别高出 280 - 290%；同时，乙烯释放量也显著增加，处理后 14 天的乙烯生成量比对照高 293.2 - 310.0%。这使得病原菌侵害程度明显降低，SA 和 SUA 处理的植株病害传播速度分别比对照慢 59.4% 和 55.4%。然而，在易感品种 Poliska 90 中，SA 处理虽使 PAL 活性有所增加，但 SUA 处理却使其降低；且 SUA 处理的植株乙烯释放率最低，SA 处理和未处理植株的乙烯释放率相对较高。在病原菌侵害方面，SA 和 SUA 处理虽使病害传播有所减缓，但效果不如抗性品种明显。
2. 氧化 - 抗氧化防御
在抗性和易感小麦品种中，SA 和 SUA 处理均导致旗叶中H2?O2?积累减少，SOD 酶活性降低。不过，两种品种在 CAT 和 APO 活性变化上存在差异。抗性品种中，SA 和 SUA 处理增加了 APO 活性，降低了 CAT 活性；而在易感品种中则相反，SA 和 SUA 处理增加了 CAT 活性，降低了 APO 活性。这表明不同品种的酶促反应受到遗传特性和对外源生长调节剂反应的双重影响，且酶促反应的目的都是减少H2?O2?积累。
3. 植物生理响应
生理响应结果显示，抗性小麦经 SA 处理后，叶绿素含量显著高于对照，而 SUA 处理与对照无显著差异；同时，SA 处理的叶片 EEL 显著低于对照和 SUA 处理，说明 SA 能降低细胞膜对电解质的通透性，维持细胞膜完整性。在产量方面，抗性品种经 SA 处理后，千粒重比对照提高了 30%；易感品种经 SA 处理后，千粒重也有所增加，但 SUA 处理对产量相关指标无明显积极影响。PCA 分析表明，抗性和易感品种基于生理参数和产量指标在 PCA 轴上明显分离，SA 处理的抗性品种在相关指标上表现最佳。
研究表明，冬小麦对病原菌侵害的抗性取决于其调动应激保护反应和优化代谢的能力。水杨酸（0.1mM）能有效增强植物防御系统，通过激活 PAL 和 APO、强化乙烯释放，保护细胞膜完整性和色素复合体，从而对产量产生积极影响，提升了冬小麦在白粉病传播期间的生理状态和生产力。而琥珀酸（0.1mM）虽在抗性小麦品种中引发了类似的抗氧化变化，但对植物生理状态和籽粒产量并无积极作用。该研究不仅揭示了不同冬小麦品种对病原菌侵害的反应机制，还为提高植物对病原菌侵害的防护能力提供了理论依据和实践指导，为农业生产中应对白粉病等病害提供了新的思路和方法。
