水杨酸在植物逆境生理中的作用

摘要：植物生存于自然环境中，会受到各种逆境的伤害。水杨酸（salicylic acid， SA）作为植物内源信号分子，在逆境下会诱导产生，缓解逆境对植物的伤害。本文综合近些年来的研究成果，对水杨酸在植物逆境下的作用机理进行了简要综述。

Abstract： Plants live in natural environment， and can be affected by a variety of adversity damage. Salicylic acid （SA） as the plant endogenous signal molecules， in the adverse circumstance will be induced， alleviate adversity injury to the plant. This paper integrated in recent years research results， to salicylic acid in plant under adversity mechanism were reviewed.

关键词： 水杨酸；植物逆境；生理作用

Key words： salicylic acid；plant adversity；physiological effect

中图分类号：Q946.82+8.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）03-0313-02

0 引言

植物在生长发育的过程中，会遭受到如病虫害、低温、干旱、盐渍等一系列的逆境胁迫。此时，植物会表现出抵抗这些不利环境的性状，称之为植物的抗逆性。研究植物抗逆性，除了科学认知方面的意义之外，就最实用角度看，提高栽培植物的抗逆性，可以使一些自然条件较差的土地适于种植，进而扩大栽培的面积；提高作物自身抗病虫害能力可以大大减少农药的使用，减少环境污染。

SA是从柳树皮中分离出的有效成分，是植物体内普遍存在的一种简单的小分子酚类化合物，它的化学成分是邻羟基苯甲酸，是肉桂酸的衍生物。SA已被确定为一种植物激素，它是植物体内一种普遍存在的内源信号分子。近年来，通过对SA的研究，发现它在植物中具有许多重要的生理作用，包括对抗病虫害、寒冷、干旱、盐渍等逆境胁迫[1]。

1 SA与植物的抗病性

自然条件下，植物与各种潜在的病原微生物有着广泛和经常的接触。当植物被病原微生物侵染后，会造成植物水分平衡失调、呼吸作用加强、光合作用下降、生长改变等一系列病害症状。但是由于植物具有有效的防御机制来抵抗病害的侵染，所以植物病害的发生频率是很低的。近年来，抗病信号及信号的转导已成为植物分子生物学研究的热点，对植物病害的信号分子研究较多的集中在SA、茉莉酸和茉莉酸甲酯[2]。

近年来，有大量证据表明，植物体在受到病原微生物的侵染时，内源SA水平会升高，进一步诱导病原相关蛋白（PRS）基因的表达，产生抗病蛋白，提高植物的抗病性[3]。另外，还有一些研究结果表明，SA可能的作用方式是：植株受病原菌侵染后，体内水杨酸水平提高，SA与SA受体蛋白（SABP）结合，抑制过氧化氢酶的活性，导致体内过氧化氢的水平提高，自由基产生，高水平的SA作用于SA防卫信号传导链的上游和（或）下游，也可能在诱导交替氧化酶基因表达的过程中起一定作用，从而产生一种在呼吸作用或产热过程中期主要作用的酶[4，5]。

2 SA与植物的抗低温胁迫

低温胁迫对植物的危害，按低温程度和受害情况，可分为冷害和冻害两种。无论哪种都会严重影响植物的生长发育。大多数植物在受到低温胁迫时，其水分平衡会失衡、膜结构的变化、酶活性发生变化等。

近年来，SA对提高低温条件下黄瓜、玉米、茄子和水稻的抗寒性已被证实[6-9]。通过给黄瓜幼苗喷洒，250mg·L-1的SA可显著提高黄瓜幼苗叶片细胞膜的稳定性，抑制叶片中MDA的累积，提高植物的抗低温胁迫能力[10]。还有实验指出，适宜浓度的外源SA能提高黑麦种子的萌发能力[11]。另外，研究表明，SA能够明显降低低温处理下的膜透性，提高抗冷能力。这一过程是通过提高活性氧清除酶活性、抑制膜脂过氧化作用来实现的[12]。另外，在低温胁迫下，植物内部的可溶性物质含量会升高，带来两方面的效应：一是为新物质的合成和积累提供充分的底物；二是提高细胞内溶质的浓度，降低细胞中溶质渗透势，提高其渗透调节作用，缓解因冷害胁迫给细胞带来的生物物理和生物化学变化，如生物膜相变、电解质外渗、细有素物质积累，从而相对提高耐冷性。

3 SA与植物的抗旱性

植物常常会遭受缺水的有害影响，当植物消耗水大于吸水时，就使组织内水分亏缺。过度水分亏缺的现象即为干旱。在干旱胁迫下，植物的膜受到损伤、光合作用减弱、各部位间水分重新分配。研究证明，外源SA能减缓水分胁迫下菜豆幼苗叶片含水量和光合色素含量的下降，保持叶片的SOD、CAT和根的SOD、POD、CAT活性，但却增加了叶片和根的电解质外渗率，降低了叶片POD的活性“。此外，对黄瓜进行研究也得到了类似的结果[14]。由此看出，SA可以在一定程度上缓解水分胁迫对植物造成的伤害。

4 SA与植物的抗盐性

盐胁迫可使得植物吸水困难，生物膜被破坏，生理紊乱。研究发现，盐胁迫条件下SA能提高幼苗相对含水量，降低Na+、K+向上运输的选择性，通过促进子叶内超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性降低膜脂过氧化产物丙二醛的含量和质膜通透性，缓解了盐胁迫对幼苗生长的抑制[15]。在盐分过多时，植物还会生成脯氨酸、甜菜碱等以降低细胞水势，增加耐盐性。

5 结语

SA作为一种内源信号分子，在植物的各种抗逆性中起着至关重要的作用。近年来，对SA诱导植物抗逆的研究日益增多，而且也取得了很大的进展。但是，仍然有很多问题尚不清楚。尤其想要完全明确SA在植物抗性中作用的各种机制，还需要更多的研究。

伴随着研究的深入开展，SA作用机制也再不断的被揭示，在植物上也拥有了更多的应用。对植物体内的SA水平的提升，并加上植物自身的调节能力，调节体内的SA代谢基因表达，有利于植物抵抗逆境；如果将通过筛选产生SA的特定的基因导入植物中，就能够培育出具有遗传稳定性，并在逆境环境下具有抗性的转基因植物。SA机制在植物的应用意义重大，不仅增加了植物的产量，还有效的控制了农药的使用，优化了环境，社会效益和环境效益一举两得。了解了SA的抗逆机制，对于农业生产具有重要的意义。

参考文献：

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