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植物免疫系统建立的关系与应用
作者:管理员    发布于:2017-04-12 10:02:22    文字:【】【】【
   要:植物免疫系统的建立与许多因素有关,次生代谢是其中的一个重要因素。它通过植物体内初生代谢物的一些列化学反应形成特殊的化学物质,从而适应环境。植物与植物之间的相互竞争和协同化及对昆虫的危害、草食动物的采食、病原微生物的侵袭等防御,使植物免疫系统得到完善。不仅增强了植物的免疫力、抗病虫力和抗逆力,而且能够调节植物生长发育,提高农产品质量和品质,增加经济效益。文章研究植物次生代谢产物对植物免疫系统的影响,并将其运用到植物病虫害的防治上,以减少农药化肥的使用对环境的污染,从而起到保护环境的作用。

关键词:  植物次生代谢  植物免疫   植物病虫害  环境胁迫  应用

近年来,人们对环境保护越来越重视,特别是对生态农业和绿色食品的关注度也是越来越高。因此,在环保前提下,提高农作物的数量、质量是现阶段对植物研究的核心问题。而植物免疫是通过植物本身的调节,影响植物的生长发育,以防止植物的病虫害。所以,研究植物免疫系统的建立与应用,对于提高农产品数量和质量,保护生态环境具有重要的作用。

1 植物次生代谢与植物免疫系统建立的关系

在植物体内生成一些供其自身生长发育的物质,且产生这些物质的过程叫做初生代谢。但在植物体内还有一类代谢是由初生代谢产物为原料而合成一些特殊的合物,这类反应叫做植物的次生代谢。据研究发现,许多植物在受到病原微生物的侵染后,产生并大量积累次生代谢物,以增强免疫力和抵抗力,并抵御病原菌的入侵,从而使植物的免疫系统更加完善。

2 植物次生代谢在不同方面对植物免疫的作用

2.1植物次生代谢使植对环境胁迫有免疫作用

 

 在一些极端环境下,一些植物依然可以很好的生长生存。如沙漠中的仙人掌、天山上的雪莲等。所以,植物对环境胁迫的免疫表现在,对那些极端环境的适应。虽然,在自然环境条件下,高温、低温、干旱、高盐等物理环境都可能对植物造成伤害。但是,在一定程度上,植物对环境胁迫可以做出反应,且次生代谢及其产物是其产生化学反应的基础。因此,植物次生代谢对环境胁迫具有免疫作用。

2.2植物的次生代谢引起植物免疫系统对病原体的免疫作用

当植物受到真菌、病毒、细菌等病原微生物的诱导后,由于植物的次生代谢作用,是植物在自身产生一些反应,从而减少病原体对植物的危害。植物次生代谢所产生这些抗病菌的生化机理是在病原体的作用下,有的植物次生物质构成植保素,这些物质可以预防、抑制,并阻止病原体微生物入侵而危害到植物;有的植物是抑菌物质参与了免疫反应,防止病原体入侵时,提高了保护层。植物的木质化作用就体现了这一情况。它不仅增强了细胞抗酶溶的作用,而且增强了细胞壁抗真菌穿透的能力,甚至钝化了真菌的膜、酶和毒素。还有一种情况,当植物受病原微生物侵染后,引起局部的防御反应和过敏反应,不仅破坏了病菌细胞结构,又使植物产生抗性物质。植物通过次生代谢产生的物质,可以在病原体入侵时,杀死病原体,增强自身的保护层,并通过破坏病原体和被感染的自身结构,抗击病原体的入侵。所以,植物次生代谢能够对病原体的入侵起到免疫作用。

2.3植物次生代谢引起植物免疫对种内和种间的化感作用

 

植物的化感作用指的是植物产生并向环境释放次生代谢物,从而影响周围植物生长和发育的过程。化感作用包括种群内部和种群间的相互作用,这类作用也叫异株克生现象,它是植物生长过程中,通过信息素抑制其它植物生长发育并加以排除的现象。这些现象是由植物自身分泌物和微生物对植物的分解物所引起的。

2.4植物次生代谢是植物对昆虫有免疫作用

 

植物次生代谢的产物对于昆虫的影响是多种多样的,植物通过产生一些挥发性的物质,引起昆虫的负趋向运动和无定向移动来避免昆虫取食或影响昆虫产卵。如,胡椒叶的挥发物对家蝇的趋避和阻碍取食。植物的次生物质还可以通过降低营养来减少昆虫的取食,并因此影响昆虫的生长发育、变态和生殖。植物的一些次生代谢产物是有毒的,它可以通过破坏取食昆虫体内的解毒物质,使昆虫不能分解自身的毒素而死亡。另外,植物的一些次生代谢物会影响昆虫信息素的产生、释放及昆虫对信息素的反应程度,有的植物则散发出吸引昆虫天敌的信息素,用以吸引害虫的天敌,从而起到保护自身的作用。

3 植物次生代谢引发的免疫系统可防治病虫害

植物次生代谢所完善的植物免疫系统可以在生物方面或非生物方面。人们通过绿色环保,进行植物病虫害的防治。如,利用昆虫的雌性激素诱导雄虫,导致昆虫不能进行交配,减少昆虫对植物的危害。人们还利用植物花期信息素,引诱昆虫给植物传粉,让植物能够正常生长发育。此外,人们经过长期的研究,建立了糖果派对注册植物疫苗的三重防护。它分别从植物内部、外部、和植物营养均衡3各方面,建立起完整的植物免疫防护系统。因此,植物病虫害的防治过程不能单一的使用一种植物免疫,应综合运用植物传统的免疫系统和植物次生代谢进行病虫害的防治。

4 结论

植物传统的免疫主要是通过植物体内蛋白质对病原体的免疫,但易受到环境的影响,也不能起到抵御虫害的作用。然而,植物次生代谢的加入,使植物免疫系统更加完善了。它通过酚类物质、萜类物质及含氮的化合物,对植物所处的环境及植物体内产生破坏的其他生物的作用,使植物能够尽可能少的遭受破坏。因此,使植物的免疫系统更加健全,也为绿色农业的发展提供方向。

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