保护性的蚂蚁-植物相互作用及其调节机制研究综述

蚂蚁-植物互利关系是生态和进化研究中的模式系统之一。该文分析总结了近年来有关蚂蚁对植物的保护作用及其调节机制的研究进展。植物通过给蚂蚁提供食物体、蚁菌穴和蜜露吸引蚂蚁, 通过自身的物理、化学方式调节与蚂蚁的互利关系, 使蚂蚁能有效地保护自已, 防止欺骗和寄生的发生。反过来, 蚂蚁可以减少植食性动物对植物的伤害和取食, 减少叶片损伤, 提高种子产量和质量, 提高植物的竞争优势等。虽然蚂蚁对植物的保护作用的强度受到多种生物与非生物因素的影响, 变异性较大, 但在大多数情况下, 蚂蚁-植物之间仍呈显著的正相互作用。同时, 蚂蚁-植物的相互作用还具有广泛的生态影响, 尤其会大大降低林冠上节肢动物群落的物种多样性和多度。未来的研究需要加强蚂蚁-植物互利关系的起源与维持机制、对蚂蚁自身的影响、与生物入侵的关系, 以及进化生态学等方面的研究。     

昆虫体内共生物的功能及进化

<正> 一、共生的类型及研究历史 两种生活在一起的生物彼此互利的现象称为共生(symbiosis)。根据二者的空间关系可分为体外共生、体表共生和体内共生三类。体外共生的现象古已知之,如蚜虫和蚂蚁的互惠便是典型的一例。体表共生是指共生物附着在宿主的体表,如以木质植物隧道中真菌为食的刺胫小蠹能把真菌孢子携带于体壁上的菌穴     

兰科植物共生胶膜菌:分类学、多样性、专一性和适应性

兰科植物与丝核菌类真菌,包括胶膜菌科、角担菌科和蜡壳菌科等形成菌根共生体。胶膜菌科真菌作为最广泛分布的共生菌根真菌,表现出与兰科植物的协同进化与密切关系。除了形态学特征分析和比较外,分子技术促进了兰科植物胶膜菌的分类学和多样性研究。兰科植物与胶膜菌的特异性可能限制兰科植物的分布和移栽后的生存能力,但有些兰科植物与胶膜菌的共生关系会因为地理分布或环境变化进行调整,使植物更好地生存,这种适应性为实现无菌苗菌根化来促进兰科植物的迁地保护或繁殖提供可能。本文综述了兰科植物共生菌根真菌胶膜菌在分类学、多样性、特异性和适应性等方面的研究。     

蚂蚁与蚁运植物的互惠共生关系

蚁运植物（myrmecochore)即指种子靠蚂蚁携带散布的植物。在长期的协同进化中,蚂蚁与蚁运植物形成了互惠共生关系。由于蚁运植物种子上附生有蚂蚁喜食的油质体,蚂蚁取食油质体后,将种子丢弃在蚁巢附近,从而使植物得以扩散。蚁运植物广布全世界,但主要分布在澳大利亚和南非。蚂蚁主要搬运草本植物和部分灌木植物的种子。对蚂蚁与蚁运植物互惠共生关系的研究表明：蚂蚁的搬运有利于保护和传播植物种子;蚁巢有利于种子萌发,出苗和建群;蚂蚁的搬运是影响某些温带森林群落结构的重要因素之一;蚂蚁与蚁运植物互惠共生对自然群落的恢复有重要作用。     

克隆植物的无性与有性繁殖对策

许多植物同时具有克隆生长与有性繁殖,两种繁殖方式间的平衡在不同物种间以及同一物种内不同种群间变化很大。旺盛的克隆生长可能会从多方面影响生活史进化。首先,许多克隆植物的有性繁殖与更新程度都很低,甚至有一些植物由于克隆生长而几乎完全放弃了有性过程,从而影响到克隆植物对局域环境的适应和地理范围进化。其次,克隆生长增大花展示进而增加了对传粉者的吸引,同时也增加了同株异花授粉的风险,而同株异花授粉往往会导致植物雄性和雌性适合度的下降。因此,克隆植物的空间结构与交配方式间可能存在着协同进化关系。最后,克隆生长与有性繁殖间可能存在着权衡关系:对克隆生长的资源投入将会减少对有性繁殖的资源投入。这种权衡关系可能是由环境条件、竞争力度、植物寿命和遗传等因素决定的。如果不同的繁殖方式是植物在不同环境下采取的适应性对策,那么我们可以预期:在波动和竞争力度大的生境中,植物应将大部分的繁殖资源分配给有性繁殖;而在相对稳定的环境中,克隆繁殖应该占据优势地位。但是自然选择对两种繁殖方式的选择结果是什么,以及控制这两种方式间平衡的生态和遗传因子究竟有哪些,到底是克隆生长单向地影响了植物的有性繁殖,还是与有性过程相伴随的选择压力同时塑造了植物的克隆习性?目前尚不清楚。同时从无性与有性繁殖两个方面综合考察克隆植物的繁殖对策是今后亟待加强的工作。     

独角金内酯能抑制植物的分枝并介导植物与枞枝真菌及寄生植物间的相互作用

植物激素在植物生长发育中起着重要的调控作用;一种激素往往调控多个生理过程,而植物的某一生理过程则受制于多种激素的协同作用．独角金内酯（strigolactones）是新近发现的一种植物激素或其前体,能够抑制植物的分枝和侧芽的生长,与生长素和细胞分裂素一起调控植物的分枝数量．独角金内酯类化合物还能促进可与植物共生的真菌（枞枝真菌,Arbucular Mycorrhizal Fungi）菌丝分枝生长以促进共生关系的建立,而枞枝真菌则可帮助植物吸收土壤中的营养物质特别是无机磷．独角金内酯还能刺激寄生植物如独角金（striga）和列当（orobanche）等的种子的萌发．这种激素在植物的根中合成,它既可以向地上部位输送以调节植物的生长,也可直接释放到土壤中以介导植物与土壤微生物及寄生植物的信号交换．其生物合成还受到植物营养水平的调节,当植物处于磷饥饿状态时,它的合成水平会升高．根据独角金内酯已知的功能,可以预测其广泛的应用前景．     

植物群落

自然界的任何地段上,植物很少单独生长,它们通常是由同种植物的个体或不同种植物个体群居在一处。在这里,各种植物的个体数量多少不一,但在这群植物之间却形成了复杂的相互关系,这种关系是通过对生存的空间、阳光、水分及营养元素的利用以及植物分泌物的相互作用,植物之间的附生、共生和寄生的关系来体现的。同时,这群植物还受生长地环境条件的制约。由于它们的存在,也逐渐对周围环境产生了一定的影响,这类群居在一起的植物,     

植物次生代谢及其与环境的关系

人类对植物次生代谢产物（天然产物）的早期研究源于它们的应用价值,近些年来人们越来越认识到植物次生代谢产物广泛的生物学效应,开始重新评价这些化合物在植物生命活动以及生态系统中可能扮演的角色。植物的次生代谢是植物在长期进化中与环境（生物的和非生物的）相互作用的结果,次生代谢产物在植物提高自身保护和生存竞争能力、协调与环境关系上充当着重要的角色。介绍了植物次生代谢及其产物的特点,概述了植物次生代谢与温度、水分、光照、养分、CO2浓度、UV-B辐射、环境污染等非生物环境以及与化学防御、化感作用、菌根共生、微生物病害的关系。研究植物次生代谢与环境的关系,可以从更深的层次发掘植物与环境的内在联系,为全面、深入认识植物与环境的相互关系提供新的研究途径,同时也有利于人类更有效、合理地利用植物的次生代谢产物。     

丛枝菌根真菌对植物繁殖的影响研究进展

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)与宿主植物所形成的互惠共生体系是生态系统中广泛分布的共生体系代表类型之一。AMF除能够促进宿主植物生长发育外,也可以对宿主植物的繁殖过程产生多方面影响。研究宿主植物在AMF共生状态下繁殖策略的变化规律,对于深入理解植物繁殖适合度的变化具有重要理论意义。该文综述了AMF对宿主植物繁殖影响的相关研究,包括AMF的侵染对宿主植物繁殖分配、花部特征、虫媒传粉和花期的影响。目前已有研究发现某些AMF能够促进宿主植物增加繁殖资源投入,提高花朵产生的数量或花冠直径,同时增加花粉数量和花蜜量来影响访花昆虫的行为,以及造成开花提前及花期延长,但其作用的具体机制尚不明确,且因宿主植物的差异,并未有完全统一的结论。然而,由于AMF与植物共生的普遍性,其在植物繁殖过程中发挥的重要作用不可忽略。今后除了在以上各方面开展更深入的研究外,还需在AMF对宿主植物繁殖性状的影响机制、AMF共生条件下植物有性繁殖过程中雌雄功能的资源分配,以及对无性繁殖和后代适应性的影响等方面进行更深入的研究。     

奇妙的食虫植物

奇妙的食虫植物刘炳仑在植物界,奥妙无穷的大自然造就了一类奇妙的植物,就是食虫植物。它们的茎叶中,虽然也有叶绿体,叶绿体中也含有叶绿素,能进行一些光合作用,制造有机物质,但由于它们长期生长在缺乏氮素或其它矿物养料的土壤或沼泽中,加之它们缺乏使植物体本固...     

植物的抗螨机理

植食性螨类分布广泛,危害多种寄主植物.本文从3个方面介绍了植物的抗螨机理:植物形态如叶型、叶色主要影响螨类的取食产卵位点和营养物质的获取;植物组织结构如叶厚、蜡质、茸毛、气孔等决定螨能否顺利利用口针取食到植物的汁液,而虫菌穴则作用于捕食螨和植食性螨的相互关系,从而达到保护植物的目的;植物理化性质如叶鲜重、生长速度、生育...     

烟草花叶病毒及其弱毒疫苗-N14基因组cDNA克隆的构建与侵染性分析

植物病毒弱毒疫苗在防治植物病毒病害中发挥着重要的作用,但对于其致弱的根本原因和机理仍不十分清楚。弱病毒能够在植物体内生存和繁殖,却不严重危害植物的生长、开花和种子生产,而对外来病毒具有杀灭和防治作用,这种共生和保护宿主的现象是大多数植物弱病毒所具有的共同…     

烟草花叶病毒及其弱毒疫苗-N14基因组cDNA克隆的构建与侵染性分析

植物病毒弱毒疫苗在防治植物病毒病害中发挥着重要的作用,但对于其致弱的根本原因和机理仍不十分清楚。弱病毒能够在植物体内生存和繁殖,却不严重危害植物的生长、开花和种子生产,而对外来病毒具有杀灭和防治作用,这种共生和保护宿主的现象是大多数植物弱病毒所具有的共同...     

VA菌根在植物生态学研究中的意义

植物生态学是研究植物和环境之间相互作用关系规律的科学。土壤、地形、气候、各种生物都是重要的环境因素 ,它们影响着植物群落的区系组成、结构、空间分布、物种多样性以及生态系统的稳定性、生产力等 ,因而在生态学研究中受到了充分的重视[2 0 ] 。然而植物与土壤微生物之间的关系 ,尤其是植物与ＶＡ菌根菌形成的共生体 ,即ＶＡ菌根在植物生态学研究中则很少有人注意。近 30年来的发现和研究证实 ,ＶＡ菌根菌与植物形成的ＶＡ菌根共生关系也是植物生态学研究中不可忽视的一种重要关系 ,这是因为 :①在自然生态系统中 ,80 %的维管束植物具…     

浅论天麻和蜜环菌及其共生关系

天麻块茎是一种名贵的中药材。它有息风镇痛作用,对神经性头痛、高血压性头痛等都有显著疗效。天麻除开花结果期外,常年以块茎生活在土中,无根无绿叶。在山林生态系统中,组成了一条特殊的食物链:阔叶树—蜜环菌—天麻。其中的天麻和蜜环菌于同—土壤环境中建立了共生关系。这种共生关系,影响着天麻的生长和繁殖,决定了人工栽培天麻的成败。     

蚂蚁和紫胶蚧互利关系中的行为机制

研究了云南元江蚂蚁与紫胶蚧互利关系。结果表明,紫胶蚧寄生能招致互利共生的蚂蚁光顾。紫胶蚧寄生前后,蚂蚁造访久树的频率分别是3.5和11.2次.min-1,单枝上蚂蚁数量分别为3~8和11~23头,苏门答腊金合欢上活动的蚂蚁种类有部分差异,而久树上则完全不同。蚂蚁无取食紫胶蚧幼虫和驱赶或干扰其天敌的行为,蚂蚁光顾有利于紫胶蚧正常生长,对紫胶蚧的生殖力不产生显著影响,但增加泌胶量和虫体重。与紫胶蚧互利共生的蚂蚁有一定特异性,但随着不同时期、地区有一定差异。蚂蚁和紫胶蚧互利关系中的行为机制不是简单地提供和利用蜜露,蚂蚁喜欢取食刚刚分泌的蜜露,寄主植物的代谢生理、蜜露所含成分比例的变化影响蚂蚁和紫胶蚧的互利共生关系。     

植物内生菌促进宿主氮吸收与代谢研究进展

内生菌与植物共生能够提高宿主的氮吸收与氮代谢水平,这可能是由于内生菌在植物体内引发的多种效应的综合结果.植物内生菌能够通过促进植物根系发育和固氮作用为宿主植物提供更多的无机氮素;能够通过分泌多种胞外酶系如漆酶、蛋白水解酶等使宿主植物更好地利用有机氮素;能够提高宿主氮代谢关键酶如硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)等酶的活性;能够提高宿主植物激素水平和维生素含量从而促进宿主氮代谢;能够通过影响宿主植物氮代谢促进宿主植物分蘖、提高宿主植物叶绿素含量和光合速率等等.综述了国内外关于植物内生菌促进宿主氮代谢的相关报道,归纳了植物内生菌影响宿主氮素吸收与代谢的可能机制,并展望了关于植物内生菌促进宿主氮代谢机制方面的研究方向.     

沙棘属植物弗兰克氏菌研究进展

弗兰克氏菌(Frankia spp.)能够与沙棘等非豆科植物形成根瘤进行共生固氮,其固氮效率远远高于豆科植物根瘤菌,与沙棘共生的弗兰克氏菌还能够促进沙棘对旱寒等各种不同生境的适应性,是自然界一类具有开发潜力的放线菌资源。为了更好地开发利用弗兰克氏菌资源,推进弗兰克氏菌分类鉴定工作,加强弗兰克氏菌与寄主植物共生结瘤固氮的机制研究,促使弗兰克氏菌在农业生产中得到尽快应用,本文简要介绍沙棘属(Hippophae L.)物种多样性、结瘤状况与分布特点、沙棘根瘤形态结构与功能、弗兰克氏菌物种多样性与分布特征,讨论弗兰克氏菌的结瘤机制、生理生态效应与作用机制以及影响沙棘属植物与弗兰克氏菌共生的主要因子,以期为进一步开展沙棘属植物弗兰克氏菌的系统研究提供有价值的参考。     

印度梨形孢-植物共生关系的建立及共生体对重金属胁迫的响应

重金属污染土壤的治理一直是全球热点问题,植物-微生物联合修复技术因其高效、经济和减少二次污染而被广泛关注.印度梨形孢是一种能够与植物共生的真菌,它能够通过与植物建立共生关系的方式来提高宿主植物的生长和耐胁迫能力.本文系统总结了印度梨形孢-植物体共生关系的建立过程,以及重金属胁迫下共生体的生长、光合作用、抗性生理指标、防御基因表达和对重金属富集等响应的研究进展,并针对研究现状提出了展望.文章对深入了解利用印度梨形孢与植物共生体对重金属污染土壤的修复提供了理论参考.     

湖北潜江灰潮土中费氏中华根瘤菌（Sinorhizobium fredii）多样性？…

用５种代表性大豆为捕集植物从湖北潜江灰湖土中经盆栽试验分离筛选出５０株贾氏中华根菌菌,对它们的生长速度、耐盐性、ＰＨ生长范围、天然抗药性、碳氮源利用和共生效应等同时进行了比较研究,证实了同一土壤环境中工中华根瘤菌群体的多样性。