植物免疫系统《ZIG-ZAG模型》之紫外UV激活葡萄藤防御机制

前些天在 Moët&Chandon 公司进行了紫外光UV处理葡萄藤激活葡萄藤自身防御刺激 SDP（stimulateurs de défense des plantes)效应的实验，据说先前全法国只有3台这样的新技术设备，第一次见到这种技术原以为只是简单的利用紫外线杀死病原体，后来经过细心考证，真是孤陋寡闻了，它给葡萄藤带来的保护不止于此。为了更好地给各位看官讲解其原理，我们需要先了解一下植物自身的免疫机制。

植物占陆地生物量的99％，他们与病原体共同进化了数百万年，值得注意的是，植物像人类一样，自身也具有先进而有效的免疫系统，我们观察到植物的抗性水平随其之间的相互作用而变化：这称为植物防御“之”字形模型（Modèle en zig-zag），这一模型是由Dangl等人于2006年提出的，该模型还可以了解植物中存在的不同水平的抗性，效率和特异性。

植物免疫系统 ZIG-ZAG 模型

基础免疫抵抗

当植物通过细胞外受体感知到与病原体（例如细菌的鞭毛蛋白或真菌的几丁质）相关的“一般”分子时，第一水平的基础抗性（或PAMP触发免疫反应，即PTI防御）将能够被激活。第一道防线不是很专一，也不是很强烈，但是可以通过加强植物壁来限制许多病原体的传播，例如以胼胝质的形式。

基础免疫之致病真菌示意图

病原体的反击

响应于这种第一级防御，病原体进行了反攻并建立了攻击系统，使它们可以直接在植物细胞内部注入（或输送）效应子。这些效应子的主要目的是绕开激活的防御途径，以使其对植物细胞产生毒性。然后，植物对病原体变得敏感，我们称之为效应子触发敏感性（ETS）。

特异性防御

植物通过修饰这些效应子的靶标或通过使用细胞内受体为这些效应子建立检测系统作出反应，一旦这些受体被激活，对病原体会产生更特异且更强烈的防御机制，使植物抵抗病原体，这称为效应器触发的免疫（ETI）。在这些机制中，最强烈的是超敏反应（HR），表现为被病原物侵染的植物细胞迅速死亡，使病原物不能从植物获得赖以生存的营养，而随之死亡，从而限制了病原菌在植物体内的扩散。

因此，病原体和植物的共同进化导致了两个相互作用的伙伴不断发展新的攻击和防御策略。在农业中，正在开发新的植物保护策略，以利用和优化植物自然防御的能力，例如使用植物防御刺激剂（SDP），其表现于使用植物防御刺激物或诱导剂，可使用天然或非天然的分子或活体微生物诱导植物自身的防御机制，以帮助其更好地抵抗病原体的攻击，以此减少植物检疫产品的投入使用，保护生态，有利于葡萄栽培可持续。

接下来转入今天的UV主题，上面讲到天然防御的刺激在于激活或增强植物防御自身的能力。因此，为了使植物能够更好地进行自身防御。法国阿维尼翁大学的植物生态生理学和植物病理学专家Laurent Urban和Jawad Aarrouf于2012年发现，紫外线闪光对植物对病原体的抗性具有出乎意料的影响，因此我们联合Moët&Chandon 公司进行实验研究，UV BOOSTING公司提供技术支持，采用物理手段，通过紫外光技术，在植物中诱导SDP效应，从而可以更好地抵抗植物真菌病（霜霉病，白粉病和灰霉病），大大减少了对杀菌剂的依赖，在波尔多和法国南部产区实验验证大约能减少50%-75%的农药使用，在法国葡萄园中植物检疫产品的投入为400-700欧/公顷。

科技能给人类和自然带来和睦相处的机会，这是人类希望看到的，可以更好地应对生态挑战，同时酿造出的葡萄酒也没有任何药物残留。这种新技术在葡萄园的应用独树一帜，在法国也是刚刚开始验证，预计要进行7年的实验验证，我们万分期待，这种新技术能够给酒庄和葡萄种植者带来新的灵感。

UV Boosting工作人员

三方公司合作

随着葡萄酒产业的发展，葡萄种植者已经意识到保护环境的重要，以及社会对生产可持续的日益强烈的需求。可持续发展对环境和葡萄种植者都有贡献，其好处包括减少农用化学品对水的污染和对野生动、植物的伤害，同时降低了投入成本，改善葡萄酒和提高公众对该行业的认识。因此，可持续的葡萄栽培已成为葡萄酒行业的重要组成部分。突然想到，我的书友曾给我分享过理查德·费曼演讲合集《The meaning of it all》中的一段话：已经有很多人描述过我们的这个宇宙，而且还将继续描述下去，宇宙未知的边缘就像诗情画意般描述的深不可测的大海海底——神秘，给人启迪，也不完整。但是，大自然的想象力之雄阔远非人类可比。没有人能够想象出大自然会如此壮美，如果他没有通过观测对此有所了解的话。

本章节完。

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活在这珍贵的人间

泥土高溅

扑打面颊

活在这珍贵的人间

人类和植物一样幸福

爱情和雨水一样幸福

                                                                                                          海子——《活在这珍贵的人间》

上班路上的雏菊，花语：天真、希望，和平、纯洁