麟 Ｃｈｉｎａ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ
作物抗性基因工程研究进展
李敬阳１Ｉ２金志强ｚ王必尊２王甲水２许奕２林妃２唐粉玲２
（’华中农业大学植物科学技术学院 湖北武汉４３００７０
中国热带农业科学院海口实验站海南省香蕉遗传改良重点实验室 海南海口 ５７０１０２）
摘要：基因工程是被认为具有快速解决作物抗性问题的新方法，抗除草剂和抗
病虫害的转基因植物已经成功获得并在许多国家应用生产许可。植物逆境应答研究显示
了其胁迫反应的复杂性，以及在应激代谢物和应激蛋白不同胁迫的叠加功能及其在不同
胁迫路径下的信号与表达水平。在自然条件下，由于环境胁迫而严重影响了作物生长发
育，其遗传潜力难以发挥，干旱、盐渍、病虫害不仅影响了作物的产量，而且限制了植
物的广泛分布。因此，提高作物的抗性能力已经成为现代植物研究工作中亟需解决的关 键问题之一。本文针对国内外抗性基因工程研究进展进行概述，并提出通过基因工程手
段进行抗性基因重组，应用常规育种与遗传工程相结合的方法是培育耐性与高利用效率
的新品系的较好方法。 关键词：抗性育种；转基因植物；胁迫应答
不同品种在遗传性状方面常常受环境胁迫因素的限
制，其中包括生物和非生物胁迫。生物胁迫是指对植物
本身造成伤害的其他生物，如食草动物、杂草、病毒、
真菌和有害的昆虫。非生物胁迫包括非生物环境因素对
植物生长的影响，如干旱、冷却、冷冻、高温度、盐
度、强光和涝害。非生物胁迫可以延迟增长和发展，降
低生产率甚至会导致植物的死亡。研究表明，所有类型
的非生物胁迫都会在植物细胞中诱导氧化应激反应…。 胁迫逆境在世界范围内农业生产中普遍存在，伴随人口
不断增加，由于城市化进程的加速导致耕地的损失和可
用水的减少给世界农业带来了严重的挑战ｃ ２ｌ。生物胁迫
导致的产量降低、抗性减弱等往往可以通过施用化肥、
农药及灌溉等措施得以改良，但这些措施又存在生产成
本高及食品安全等问题。此外，由于全球范围内灌溉技
Food Science And Technology And Economy粮食科技与经济2023 年4月
第48卷 第2期Apr. 2023
Vol.48, No.4
随着世界人口的日益增长，粮食的需求量随之
上升，导致农作物在全球的种植面积需求越来越大，
而农作物病虫害的发生是造成农作物产量和质量降
低的最主要因素，每年因病虫害造成粮食（农作物）
减产20％～40％，直接损失超过2 000亿美元[1]。
目前在病虫害防治方面，主要还是依靠化学防治的
方式和手段[2]，然而过度依赖化学防治方式会造成
环境生态污染。为了生态环境的可持续发展，降低
化学试剂对土壤环境的影响，生物技术在农业建设
过程中的应用逐渐被重视。将生物技术应用于农业
病虫害防治中，能够有效减少传统的化学农药防治
方法给环境带来的负面影响，推动绿色农业的可持
续发展[3]，而几丁质酶在农作物生物防治方面具有
巨大的潜在应用价值。几丁质酶（Chitinase, EC3.2.1.14）是水解几
丁质的酶，能够催化几丁质的β-1,4-糖苷键，
将其降解成N-乙酰葡糖胺（N-actyl glucosamine,
NAG），并能由各种微生物，包括病毒、细菌和真
菌，以及昆虫、高等植物和动物合成[4]。几丁质由
β-1,4-糖苷键将N-乙酰-D-氨基葡萄糖（Be-
ta-1,4-linked Repeating N-acetylaminoglucose Units,
GlcNAc）分子连接而成，以结构多糖的形式存在于
真菌细胞壁、节肢动物的外骨骼、甲壳纲动物的外
壳以及寄生线虫的外壳中，但尚未在植物体内鉴定
出几丁质的存在[5]。几丁质酶能够通过降解真菌性
病毒细胞壁中的几丁质和破坏昆虫及线虫的消化膜
等方式达到抗病虫害的效果，且不会对植物体产生
伤害。同时，几丁质酶也是植物防御系统中重要的
防卫因子，可以增强植物的防御系统，在抵御病原真
菌以及病虫害中发挥着重要作用[6]。几丁质酶在转基
因抗性育种中也发挥着重要作用，探索几丁质酶在农
植物免疫诱抗剂的作用机理和应用研究进展
一、概述
植物免疫诱抗剂，作为一种新型的生物农药，近年来在农业领域引起了广泛的关注和研究。其核心概念在于通过激活植物自身的防御机制，提高植物对病虫害的抵抗力，从而实现病害防治的目的。相较于传统的化学农药，植物免疫诱抗剂具有显著的环境友好性和生物安全性，对人畜无害，不污染环境，因此在现代农业中展现出巨大的应用潜力。
植物免疫诱抗剂的作用机理复杂而精妙，它并不直接杀灭病虫害，而是通过诱导或激活植物产生一系列的免疫反应，使植物对病原物产生抗性或抑制病菌的生长。这一过程中，植物免疫诱抗剂能够激活植物的防御基因表达，调控激素平衡，诱导抗病蛋白的合成，从而强化植物的免疫防线。
随着研究的深入，植物免疫诱抗剂的应用范围也在不断拓宽。它不仅可以用于防治农作物的病虫害，提高作物的产量和品质，还可以应用于植物抗逆性的提高，帮助植物抵御逆境条件的挑战。植物免疫诱抗剂还可以与其他防治措施协同作用，形成综合防治策略，提高防治效果。 尽管植物免疫诱抗剂的研究和应用取得了显著的进展，但仍面临着一些挑战和问题。其作用机理尚未完全明确，剂量效应和长期影响仍需进一步探究；如何将其与现有的农业生产体系更好地融合，实现其可持续应用，也是未来研究的重要方向。
本文旨在对植物免疫诱抗剂的作用机理和应用研究进展进行综述，以期为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。我们将从植物免疫诱抗剂的概念与分类、作用机理研究进展、应用效果评估以及未来发展趋势等方面进行详细阐述。
1. 植物免疫诱抗剂的定义与分类
《植物免疫诱抗剂的作用机理和应用研究进展》文章段落 植物免疫诱抗剂的定义与分类
植物免疫诱抗剂，也被称为植物免疫激活剂或植物疫苗，是一类新型的生物农药。它的核心定义在于能够激发植物产生诱导抗病性反应，从而提升植物对各类病害的抵抗能力。这类物质通过诱导或激活植物自身的防卫和代谢系统，使植物在面对外界刺激或逆境条件时能够产生免疫反应，从而延迟或减轻病害的发生和发展。植物免疫诱抗剂不仅对农作物病虫害具有显著的防控效果，同时还能促进植物的生长，提高产量和改善品质。
如何提高农作物的耐病性与抗性
农作物的耐病性与抗性是农业生产中非常重要的一个方面。农作物遭受病害会导致大量的产量损失，影响农民的收入和粮食供应。因此，提高农作物的耐病性和抗性是农业科学家和农民共同关注的问题。本文将介绍一些方法和策略，以提高农作物的耐病性与抗性。
一、选择优良品种
选择具有耐病性的优良品种是提高农作物抗性的基础。农作物的耐病性往往受遗传因素的影响，因此选育具有抗病性基因的品种是非常重要的。通过杂交育种和基因编辑等技术手段，科学家可以将抗病性基因导入到农作物中，提高其抗病性能力。此外，也可以通过实施种质改良工作，选择和培育出具有抗病性的亲本，进一步提高新品种的耐病性。
二、合理施肥
适当的施肥可以提高农作物的养分供给，增强其抗病能力。农作物在生长过程中需要一定的养分，特别是氮、磷、钾等主要养分。科学合理地施肥，保持适宜的养分供给，可以促进植株的健康生长，增强免疫力，提高抗病性。同时，合理施肥还可以调节土壤环境，促进有益微生物的活动，提高土壤肥力，增强植物对病原菌的抵抗能力。
三、加强病害监测
及时掌握病虫害发生的情况对于预防和治理病害至关重要。建立健全的病害监测体系，定期对农田和农作物进行检查，可以及早发现病害的发生并采取相应的控制措施。同时，做好病虫害发生规律的统计和分析工作，可以帮助科学家和农民更好地预测和防控病害，提高防治效果。
四、合理使用农药
在病虫害防治过程中，合理使用农药是一种重要的手段。合理使用农药包括选择适宜的农药种类、使用正确的剂量和方法，以及遵守农药施用的时间和频率。科学合理地使用农药可以有效地控制病害的发生和传播，提高农作物的抗病能力。然而，过度依赖农药可能导致病菌产生抗药性，因此在使用农药时需谨慎并合理控制使用量。
五、加强田间管理
加强田间管理是提高农作物抗病能力的关键。包括合理的田间排水、合理的间作措施、正确的灌溉管理等。合理的田间管理可以改善土壤环境，减少病原菌的滋生和传播，同时提高农作物的抗病能力。此外，定期清除田间杂草和病残体，及时清理病害病斑，有助于减少病原菌的存活，减轻病害的发生和蔓延。
