亞磷酸誘導植物抗病機制之初探

Abstract

亞磷酸化合物(phosphonate, PN)為常用之系統性非農藥防治劑，尤其對於卵菌具良好效果，一般認為其對卵菌及植物都有作用，但目前關於亞磷酸引發植物抗病反應所涉機制仍缺乏深入的探討。本研究發現PN處理蕃茄(Solanum lycopersicum)時，會引發氣孔周圍細胞之葉肉細胞與副細胞發生類似防禦反應的變化，包括產生類酚類化合物(可在藍與綠光下發出自體營公)、活性氧分子(reactive oxygen species, ROS)，以及過敏性反應(hypersensitive response, HR)，但在保衛細胞中只產生類酚類化合物及ROS反應。當進一步感染Phytophthora parasitica後，雖然PN處理組與控制組啟動防禦反應的時間沒有顯著差異，但統計各組之感染點產生防禦反應的比例，發現PN處理組比例較高，包括產生類酚類化合物(只在藍光發出自體螢光，綠光則否)、表皮細胞發生HR反應及ROS累積；更特別的是，目前只在PN組才會發現感染點周圍表皮出現類似計畫性細胞死亡的現象。利用北方雜合分析偵測7個各別代表水楊酸(SA)、乙烯(ET)與茉莉酸(JA)等防禦相關訊息傳導途徑的重要基因之表現情形，結果顯示，除了PR1p6與LoxD外，PN處理後會快速且廣泛誘導這三種途徑相關基因，尤其是ET相關基因最為明顯，直到24小時內表現量漸漸降低；進一步感染P. parasitica時，控制組會因應病原菌的感染而啟動SA與ET途徑相關基因，尤其是ET者最為明顯，而JA相關基因在感染後期(24小時後)始針測得表現；PN組中SA與JA相關基因表現量低，而ET相關基因表現量有上升。本研究也使用即時監控轉錄聚合酵素鏈鎖反應進一步分析由生物晶片結果(unpublished data)選得之四個基因在不同時期的表現情形，發現部分可能參與抗疫病菌機制的基因，而這些基因在只有PN處理時也會被誘導表現，其功能與在PN誘導植物抗病機制中的重要性有待進一步的釐清。