植物次生物质对于植物生存的重要作用

植物次生物质在植物生存中抵御动物和微生物的侵害,参与同其他植物的生存竞争以及进行植物间化学通讯等方面具有重要的作用。植物次生物质的产生是植物化学保护的必然结果。简要介绍植物次生物质的合成途径。     

我国资源植物化学与天然产物化学基础研究的现状与发展

本文从生物活性成分的筛选与分离、植物次生代谢产物生物合成及其分子调控、环境因子对植物次生代谢产物合成和积累的影响、植物体内生菌与植物次生代谢产物的关系等方面介绍了我国资源植物化学与天然产物化学领域基础研究的现状与发展。     

植物化学通讯研究进展

 生物的信息传递是生命科学中引人入胜的研究领域之一,生物种间种内和个体内都存在着物理和化学等各种信息交流方式。植物种间种内是否通过物理信号进行通讯交流还是一个未知数,但邻近的同种或异种植物通过化学物质为媒介的通讯关系确是客观存在的。最近,愈来愈多的研究证明：许多陆生植物种可以合成并释放特定的次生物质,这些次生物质可以通过空气和土壤两种载体进行信息传递,尤其是在植物受到侵袭和寄生条件下。茉莉酮酸甲酯、水杨酸甲酯和乙烯等挥发性次生物质被确证为以空气为媒介进行植物种间和种内通讯的化学信号分子。植物根分泌的黄酮和氢醌等分子也可以经土壤媒介传递信息。由于在自然条件下植物根系分泌物的收集和活性信号分子的俘获及鉴定技术还未能突破,这增加了以土壤为媒介的植物种间和种内化学通讯关系研究的难度。但不论如何,植物的化学通讯是植物种间和种内交流的主要方式,植物间的化学通讯关系的研究还处于突破的前夜,这方面的任一研究成果都会引起世界性的关注。因此,破译植物种间和种内化学通讯密码具有重要的学术价值。     

虫害诱导的植物挥发性次生物质及其对寄生蜂的招引作用

在植物-植食性昆虫-寄生蜂三级营养系统中,虫害诱导的植物挥发性次生物质是当前害虫生物防治、化学生态学和昆虫行为学研究的热点之一.本文概述了虫害诱导的植物挥发性次生物质的特性及其对寄生蜂的招引作用,可望为害虫生物防治研究提供参考.     

第五届亚太地区化学生态学大会在夏威夷召开

2009年10月27～30日,亚太地区化学生态学大会在美国夏威夷召开。这次大会的主题是“探索生命的多样性”。来自世界各地的约200名学者和研究生参加了会议。参会代表就“果蝇的化学生态学”、“昆虫信息素的基础和应用”、“分子化学生态学”、“入侵物种化学生态学”、“水生生物化学生态学”、“三级营养关系”、“昆虫与植物的关系”、“次生物质多样性”、“次生物质的研究和应用”等方面,利用大会报告、分组报告、口头报告和墙报等形式,进行了广泛和深入的交流。     

植物对植食性哺乳动物的化学防卫

综述植物次生合物防卫植食性哺乳动物食的研究进展,植物组织的次生化合物主要为酚类、萜类及含N类化合物,植物对动物觅食的化学防卫对策以次生化合物的各类而有差异,次生化合物通过对动物的食物摄入、消化、代谢,以及敏殖活动的效应,以抵御动物的觅食。将植物化学防卫与动物适应对策相结合,探讨动物－植物协同进化模式,是该研究领域的主要发展趋势。     

次生物质在植物与昆虫协同进化中的意义

次生物质是植物次级低谢的产物,它在植物与昆虫协同进化中起着主导作用。本文通过介绍次生物质在植物化学防御中的作用,昆虫对次生物质的适应及其利用等内容,阐述了次生物质在植物与昆虫协同进化中的意义。     

植物抗生素的研究进展

本文综述了植物抗生素在植物防御机制中的作用途径,对其进行了化学分类,并从化学生态学的角度概括了植物抗生素的产生以及与病原虫之间的关系。     

寄生植物对寄主植物的化学识别

植物间寄生关系的研究近年来受到了广泛的重视。大量的研究表明,寄主释放的次生物质对植物间寄生关系的建立和维持起了重要的调节作用。寄主植物的次生物质对寄生植物的化学防御和昆虫授粉等生态功能起重要的作用,寄主植物次生物质对寄生植物生理与生态的调节作用是受寄生植物基因调节的。更为重要的是寄主植物释放的次生物质成为寄生植物的种子萌发和吸器发生的异源识别物质。能够刺激寄生植物种子萌发的次生物质主要是倍半萜和氢醌类物质,而诱导吸器发生的物质则是酚酸、醌和黄酮类化合物,诱导吸器发生的核心结构是对苯醌。这些异源识别物质大多是寄主植物释放的化感抑制物质,显示寄生植物在化学防御方面要比寄主植物高级。异源识别化合物的活性与其氧化潜力显著相关。由于寄生植物中存在一抑制异源识别物质诱导吸器发生的调节过程,因此吸器的产生与寄生植物根部接触异源识别物质的浓度与时间呈正相关关系,这一调节过程对寄生植物准确识别寄主并寄生其上是十分重要的。对寄生植物和寄主植物间的化学识别关系的揭示有助于人们防治有害寄生植物和开发利用有价值的寄生植物资源。     

植物种间和种内的化学作用

植物间相互作用是生态学基础科学问题之一,植物能感受和识别共存同种或异种植物,进而调整生长、繁殖和防御策略。植物种间和种内的感受和识别大多是由植物产生释放的次生物质所介导,这类化学识别通讯可以启动相应的植物化感作用机制。近年发现,植物亲属间也存在着化学识别、地下根系通讯调控地上开花繁殖等植物种间和种内的化学作用关系。目前植物通过地上挥发物介导的植物化学作用已基本澄清,但根分泌物介导的植物地下化学作用机制及其信号物质还所知甚少。地下化学作用不仅决定根系侵入(接近)和躲避(排斥)行为,也能调控地上开花时间和花期。这样,植物间的化学作用还涉及植物地下和地上的协调互作。本文以植物化感作用和植物化学识别通讯及相应的化感物质和信号物质为基点,从植物亲属识别、根系化学识别和行为模式、地下化学作用调控地上开花繁殖3个方面综述植物种间和种内化学作用的研究进展,为全面理解植物间相互作用提供新视野。     

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。     

软珊瑚(Sinularia flexibilis)和柳珊瑚(Plexaura homomalla)化学防御物质研究进展

软珊瑚(Sinularia flexibilis)和柳珊瑚(Plexaura homomalla)属于海洋低等无脊椎动物,虽然这些动物自身缺乏有效的物理防御手段,却能在竞争激烈的海洋环境中生存与繁衍,这主要是依靠其次级代谢产物的化学防御作用.这些次级代谢产物聚积在体内或释放到环境中,作用主要体现在抵御捕食者、抗病原微生物、克生与防附着等方面.珊瑚化学防御物质的研究有助于探讨珊瑚与其环境中其它生物的化学生态关系,属于海洋化学生态学研究的重要内容之一,其研究方法和思路对海洋活性天然产物乃至海洋新药先导化合物的发现,具有重要的启迪作用.综述了软珊瑚和柳珊瑚化学防御物质的研究进展,并阐释了软珊瑚和柳珊瑚中具有拒捕食、克生、防生物附着等生物活性的次级代谢产物的结构及其化学防御作用.     

Secondary plant metabolites in phytoremediation and biotransformation

For millennia, secondary plant metabolites have antagonized microorganisms, insects and humans alike, ultimately generating a complex and dynamic mixture of facultative and obligate interactions from symbioses to pathogenicity. Secondary plant metabolites have an important role in developing the myriad of organic pollutant-degrading enzymes found in nature. The link between secondary plant metabolites and enzymatic diversity has yet to be exploited, with potential applications in fields as varied as pest management, bioremediation and fine chemical production.     

植物叶片花青素的光破坏防御机制研究进展

植物花青素广泛分布在植物的根、茎、叶、花和果实等器官中,是植物形态建成过程中或响应逆境而产生的一种次生代谢物质.植物叶片中的花青素具有特殊的化学结构和光谱特性,在光破坏防御机制方面发挥了重要的作用,已经成为植物光合生理生态的研究热点.本文综述了近年来植物叶片花青素与光合作用的研究进展,从叶片花青素的分布、光谱特性及其与光合色素的关系等方面说明花青素对植物光合作用的影响,重点介绍了叶片花青素通过光吸收、抗氧化剂和渗透调节等在植物光破坏防御机制方面的作用,展望了今后的主要研究方向     

Chemical defensive substances of soft corals and gorgonians

Despite lack of efficient physical protection in the highly competitive and hostile environment, the marine invertebrates including soft corals and gorgonians can survive, mainly relying on their chemical defensive system by a series of secondary metabolites accumulating in their bodies or releasing to their surroundings. The chemical defensive functions of these secondary metabolites were found to serve as antipredatory, antimicrobial, allelopathy and antifouling agents. Study on chemical defensive substances from corals and gorgonians is one of the most important topics in marine chemical ecology. The research results could help us to understand the chemical ecological relationships between corals and their surrounding organisms. The research strategy and methodology played an enlightening role in the discovery of bioactive natural products and the generation of new drug lead compounds from marine sources. The chemical defensive substances from soft corals and gorgonians were reviewed. This review focused on the structures of these secondary metabolites as well as their functions including antipredatory, allelopathy and antifouling activities.     

Chemical defensive substances of soft corals and gorgonians

Despite lack of efficient physical protection in the highly competitive and hostile environment, the marine invertebrates including soft corals and gorgonians can survive, mainly relying on their chemical defensive system by a series of secondary metabolites accumulating in their bodies or releasing to their surroundings. The chemical defensive functions of these secondary metabolites were found to serve as antipredatory, antimicrobial, allelopathy and antifouling agents. Study on chemical defensive substances from corals and gorgonians is one of the most important topics in marine chemical ecology. The research results could help us to understand the chemical ecological relationships between corals and their surrounding organisms. The research strategy and methodology played an enlightening role in the discovery of bioactive natural products and the generation of new drug lead compounds from marine sources. The chemical defensive substances from soft corals and gorgonians were reviewed. This review focused on the structures of these secondary metabolites as well as their functions including antipredatory, allelopathy and antifouling activities.     

次生代谢产物与植物抗病防御反应

次生代谢产物是由植物次生代谢产生的许多结构不同的小分子有机化合物,它们广泛参与植物的生长、发育、防御等生理过程。次生代谢产物在植物的抗病防御反应中发挥着重要作用,可以作为生化壁垒防御病原物侵染,还可以作为信号物质参与植物的抗病反应;在植物与病原物互作中,植物合成新的抗菌物质植保素,原有的抗菌物质也会增加。植物次生代谢产物的积累受到病原物、发育,环境等多种因素的调节。本文重点介绍次生代谢产物在植物抗病防御中的相关作用以及影响其合成的各种因素。     

Secondary Metabolites as Plant Traits: Current Assessment and Future Perspectives

Referee: Dr. Peter B. Kaufman, Dept. of Biology, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109-1048 Traditionally, secondary metabolites in plants have been investigated by phytochemists. Originally classified as waste products, these compounds more recently have been investigated extensively by ecologists and pharmacologists, and many complex biological functions have been discovered. Secondary metabolites occur nearly in all living organisms, within bacteria as well as in mammals, and are especially prominent in those organisms lacking an immune system. Functions of plant secondary metabolites comprise attractants, such as color pigments and scents, repellents such as antifeedants against insects and mammals, or toxins that affect growth and development of animal and microbial predators. Conversely, insects can employ plant-synthesized compounds to their own advantage, such as signals for feeding and oviposition and location of prey. Microbes also use secondary metabolites as carbon sources, and bacteria utilize them for quorum-sensing, an aspect recently discovered. Despite the diversity of recognized functions, the biochemical processes underlying these interactions are few. Primarily, they relate to the ability of these small molecules to bind to receptor regions of various proteins such as keys into locks. This review attempts a summary of current knowledge of secondary plant metabolism with focus on history of discovery, development of analytical techniques, theories of origin and function, signal pathways, biosynthesis, and assessment of biological activities. Outlined is current utilization by, and future perspectives in, different disciplines, such as chemosystematics, chemical ecology, and agricultural biotechnology. Examples illustrate the strong potential of research in secondary metabolism, particularly in comparison to more established disciplines such as developmental biology and physiology.     

21世纪初我国草地生态学研究展望

草地退化是我国天然草地面临的突出问题,在21世纪初期,我国的草地生态学将围绕解决草地退化这一核心问题展开深入的研究。其热点领域应在草地恢复生态学,草地界面生态学,草地放牧生态学,草地的健康诊断和草地的价值评估等5个方面。其中草地恢复生态学是治理退化草地的基础;草地界面生态学是剖析退化草地的切入点;草地放牧生态学是调控退化草地的手段;草地健康诊断有助于对草地退化进行客观评价;草地的价值评估则是对草地生态系统效益和服务的估算。