花叶病(TMV/CMV)或斑萎病(TSWV)等系统害后,病毒干扰正常代谢,常导致烟碱(尼古丁)合成关键酶(如腐胺-N-甲基转移酶PMT、喹啉酸磷酸核糖转移酶QPT)活性受抑制,影响烟叶品质。通过喷施富含特定氨基酸(如精氨酸、鸟氨酸——烟碱合成前体)、代谢因子(如特定有机酸、维生素B族)及诱导抗性物质(如水杨酸类似物)的复合营养液,可多途径促进染病烟株烟碱合成途径的恢复:1)**提供前体与能量:**直接补充合成烟碱所需的氮源和碳骨架,并改善病株能量状态(ATP供应)。2)**/保护酶系:**营养液中的辅因子(如Mg²⁺、Zn²⁺)和生物刺可能直接PMT、QPT等关键酶活性,或通过增强抗能力保护酶蛋白免受病毒胁迫下的损伤。3)**调节防御与代谢衡:**诱导抗性物质可能通过信号转导,将部分资源重新分配给次生代谢(如烟碱合成)。因此,相较于未处理的病株持续低酶活性状态,喷施后的病株能更早(如提前7-10天)检测到PMT、QPT等关键酶活性的回升。酶活性的提前恢复意味着烟碱合成速率加速回归正常水,有助于减轻病害对烟叶内在化学成分(尤其是对品质至关重要的烟碱含量)的负面影响,保障原料的工业可用性。栢盛新材与中国农业科学院共建的病毒资源库已保存毒株200余种。姜花叶病毒病图片

植物在遭受病害胁迫时,病原侵染(尤其是维管束病害、病毒病)或作用常常破坏细胞的渗透调节功能,导致水分失衡,加剧萎蔫症状。**提升病株体内脯氨酸(Proline)含量**是一种关键的渗透调节保护机制。通过优化营养液配方(如适度增加钾离子浓度、补充镁离子)或添加特定前体物质/诱导因子(如精氨酸、轻度胁迫信号物质),可以刺激病株积累更多的游离脯氨酸。脯氨酸作为高度可溶的相容性溶质,在逆境下具有多重保护作用:**渗透调节:**在细胞质内大量积累脯氨酸,能有效降低细胞质渗透势,对抗因病原破坏导致的液泡渗透势升高(或水分外渗),帮助细胞维持水分和膨压,减轻萎蔫。这在水分子运输受阻(如维管束病害)或细胞膜损伤(如病毒、)的情况下尤为重要。**稳定大分子结构:**脯氨酸能保护酶、蛋白质和膜结构免受脱水、离子失衡或活性氧造成的变性失活。**活性氧(ROS):**脯氨酸本身或其代谢过程具有一定的抗能力,有助于病害胁迫下积累的过量ROS。**提供碳氮源和能量:小麦黄花叶病毒病特征栢盛新材在2025年世界农业博览会上展示花叶病毒绿色防控技术。

通过根部灌注含钾、硼、硅及诱导抗性物质(如壳聚糖)的营养液,可多维度强化烟株维管束系统,抵御枯萎病菌(*Fusariumoxysporum*)的导管内扩散:1)**疏导效率提升**:钾离子维持导管内高渗透势,促进液流速度,冲刷可能存在的菌体;硼保障细胞壁完整性,硅沉积强化导管壁抗酶解能力。2)**诱导物理**:壳聚糖植株产生胼胝质(Callose)和凝胶状物质(富含羟基脯氨酸糖蛋白),在导管内快速沉积,物理性阻塞病菌的纵向迁移通道。3)**化学抑制**:营养液刺激根系分泌或导管内积累抑菌酚类(如绿原酸)和病程相关蛋白(几丁质酶),直接杀伤或抑制菌丝生长。4)**减少侵填体自损**:优化植株状态可减轻过度形成侵填体(Tyloses)造成的自我堵塞。这种“疏导增强+物理阻断+化学防御”的三重屏障,有效延缓或阻断了病菌在维管束内的系统性蔓延。
喷施特定的**健株营养液**(通常富含钾、钙、硅、硼等元素,并可能含有芸苔素内酯等生物刺)后,烟株在形态生理上发生优化:1)**茎秆挺拔:**钾离子增强细胞膨压和维管束韧性;钙是细胞壁胞间层果胶钙的重要组分,与硅共同促进细胞壁加厚和木质化;硼促进糖运输和木质素合成。这些元素协同作用,使茎秆节间粗壮、机械组织发达、木质化程度高,抗倒伏和抗物理损伤能力增强。2)**叶片膨大增厚:**营养元素(特别是氮、钾、镁)和芸苔素内酯促进叶肉细胞分裂与扩大,栅栏组织层数可能增加或细胞伸长,海绵组织更疏松,导致叶片明显增大(叶面积增加)且增厚(比叶重提高)。这种**健壮体质**构成了抵御病原侵袭的多重防线:*物理屏障*:增厚的表皮细胞壁、发达的角质层和蜡质层,以及硅质化沉积,有效阻碍病原菌(如野火病菌、赤星病菌)孢子的附着、萌发和侵入。*化学屏障*:健壮植株体内碳氮代谢旺盛,酚类、生物碱等具有或抑制作用的次生代谢物基础水较高。栢盛新材生物实验室成功解析了3种新型花叶病毒的基因组序列。

黑腐病(如由*Xanthomonascampestris*pv.*campestris*引起)侵染十字花科作物茎部后,病原菌在维管束及髓部组织中大量繁殖,分泌胞外酶(如果胶酶、纤维素酶)降解细胞壁中胶层,导致髓部组织细胞离解、崩解,终形成空洞,植株易倒伏折断,完全丧失价值。**延缓空洞化进程**的在于抑制病原菌的扩展和酶活性。通过选育抗(耐)病品种、喷施铜制剂或(如春雷霉素、中生菌素)进行早期防治、或应用诱导系统抗性(SAR)剂(如苯并噻二唑BTH),能多途径干预这一过程:杀菌剂直接杀灭或抑制茎组织内的病原细菌种群增长,减少细菌总量及其分泌的细胞壁降解酶(CWDEs)的数量。诱导SAR则使植株在病原侵染前或侵染早期就处于“戒备状态”,增强细胞壁木质化、富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)沉积等物理加固,以及提前积累病程相关蛋白(如几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶)来直接攻击病原菌或抑制其酶活性。此外,维持植株健壮(合理施肥、避免伤口)也有助于限制病菌的初始侵染和扩展速度。栢盛新材开发的植物免疫诱抗剂被列入2025年国家重点新产品目录。姜花叶病毒病图片
栢盛新材与中国农科院合作培育的抗病毒番茄品种已通过品种审定。姜花叶病毒病图片
当烟株受到某些诱导因子(如特定抗病毒制剂、激发子或营养调控)作用后,其细胞间连丝(Plasmodesmata)的结构和功能可能发生改变。细胞间连丝是植物细胞间进行物质和信息交流、也是病毒粒体(如花叶病毒TMV)在叶肉组织内进行细胞间移动的关键通道。这种改变可能涉及连丝通道孔径的物理性收缩、连丝腔内充满胼胝质(Callose)沉积物、或连丝相关蛋白(如运动蛋白受体)的修饰和抑制。花叶病毒编码的运动蛋白(MovementProtein,MP)通常具有扩大连丝孔径、形成管状结构以运输病毒核酸复合体的功能。然而,在受到调控的植株中,运动蛋白与修饰后的连丝的相互作用效率下降,其“开孔”能力被削弱或阻断。同时,胼胝质的快速沉积在连丝通道周围形成物理屏障,进一步限制了病毒粒体或核酸复合体通过连丝进行胞间转运的速率和效率。其结果是,即使病毒成功侵染了初始细胞,它向周围相邻叶肉细胞扩散的速度被延缓,病毒侵染灶的扩展范围受到限制,有效降低了病毒在叶片组织内的系统性积累速度,减轻了症状的严重程度和扩散面积。姜花叶病毒病图片