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。     

蔗糖对列当科两种根部半寄生植物吸器发生的促进作用

吸器是寄生植物的特征器官,研究影响其发生的因素,有助于了解寄生关系的建立和调控过程。该研究以两种列当科(Orobanchaceae)根部半寄生植物甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)和松蒿(Phtheirospermum japonicum)为材料,通过皿内培养试验,分析了蔗糖、DMBQ(2,6-二甲氧基-对-苯醌,一种高效的列当科根部半寄生植物吸器诱导化合物)和寄主植物诱导下两种根部半寄生植物吸器发生情况。结果表明：(1)蔗糖显著促进两种根部半寄生植物吸器发生,无寄主存在时,2%蔗糖处理使甘肃马先蒿和松蒿吸器发生率分别提高39.9%和20.2%。(2)蔗糖明显提升寄主植物对两种根部半寄生植物的吸器诱导水平,添加蔗糖后,寄主诱导的甘肃马先蒿单株吸器数和具木质桥的吸器比例分别增加5.7个/株和17.9%,松蒿吸器发生率和具木质桥的吸器比例分别提升76.7%和16.2%。(3)蔗糖对松蒿吸器发生的促进作用与已知吸器诱导化合物DMBQ相当,均能诱导50%以上的植株产生吸器。(4)培养基中添加4%蔗糖对两种根部半寄生植物的吸器诱导效果最好,其中甘肃马先蒿吸器发生率为56%...     

肉苁蓉寄生生长形态发育

肉苁蓉(Cistanche deserticola)是一种沙生根寄生濒危药用植物。利用光镜和电镜手段, 采用人工培养和诱导等方法详细观察并研究了肉苁蓉寄生生长过程中种子萌发、吸器产生以及植物体形态发育的过程。结果表明: (1)人工可以诱导肉苁蓉的种子萌发。肉苁蓉种胚具有明显的极性, 珠孔端细胞小于合点端, 珠孔端细胞分化、生长并产生白色的类胚根状结构。(2)有些化学物质可以诱导初生吸器的产生。用2, 6二甲氧基-对苯醌培养肉苁蓉24-26小时后, 其先端膨大并产生突起, 形成类似根毛状的结构, 即初生吸器。(3) 肉苁蓉属于主动寄生植物, 其在初生吸器与寄主幼根黏连后产生次生吸器。肉苁蓉与寄主梭梭(Haloxylon ammodendron)共培养, 其初生吸器主动与寄主幼根(0.1 mm左右)黏连, 穿过寄主根表皮和皮层后与维管束连通形成次生吸器, 肉苁蓉植物体分化、发育的基本组织形成。被寄生后的寄主根横向发育加快, 同时肉苁蓉植物体开始分化和发育。(4)肉苁蓉可以寄生在寄主幼根(0.1 mm左右)的任意部位。     

肉苁蓉寄生生长形态发育

肉苁蓉(Cistanche deserticola)是一种沙牛根寄生濒危药用植物.利用光镜和电镜手段,采用人工培养和诱导等方法详细观察并研究了肉苁蓉寄牛牛长过程中种子萌发、吸器产生以及植物体形态发育的过程.结果表明:(1)人工可以诱导肉苁蓉的种子萌发.肉苁蓉种胚具有明显的极性,珠孔端细胞小于合点端,珠孔端细胞分化、生长并产生白色的类胚根状结构.(2)有些化学物质可以诱导初生吸器的产生.用2,6二甲氧基-对苯醌培养肉苁蓉24-26小时后,其先端膨大并产生突起,形成类似根毛状的结构,即初生吸器.(3)肉从蓉属于主动寄生植物,其在初生吸器与寄主幼根黏连后产生次生吸器.肉苁蓉与寄主梭梭(Haloxylon ammodendron)共培养,其初生吸器主动与寄主幼根(0.1 mm左右)黏连,穿过寄主根表皮和皮层后与维管束连通形成次生吸器,肉苁蓉植物体分化、发育的基本组织形成.被寄生后的寄主根横向发育加快,同时肉从蓉植物体开始分化和发育.(4)肉苁蓉可以寄生在寄主幼根(0.1 mm左右)的任意部位.     

云南哀牢山两种常见半寄生植物的生态化学计量特征及其与寄主的关系

为深入探究半寄生植物与其寄主间的养分关系,在云南哀牢山徐家坝地区选取两种常见半寄生植物椆树桑寄生(Loranthus delavayi)和柳叶钝果寄生(Taxillus delavayi),研究其寄主枝条-吸器-寄生枝条-寄生叶片间的碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征关系。结果表明:1)两种半寄生植物的寄主枝条-吸器-寄生枝条-寄生叶片这一连续体的C、N、P生态化学计量特征变化趋势并不完全相同,具有物种自身的特性。2)同一半寄生植物的寄主枝条具有相似的C、N、P生态化学计量特征,寄主物种对半寄生植物的生态化学计量特征没有显著影响。3)寄主枝条的C、N、P生态化学计量特征间具有紧密的相关关系,吸器弱于寄主枝条,寄生枝条弱于吸器,寄生叶片的N、P含量相关关系不显著。4)寄主枝条与寄生叶片间的C含量存在极显著负相关关系。5)吸器与寄主枝条间的C、N、P生态化学计量特征存在紧密的相关关系,但在生态化学计量特征的数值上吸器与寄生枝条更为接近。吸器作为连接寄主与寄生植物的关键部位,其与寄主枝条极为显著的相关关系体现了寄主枝条养分对寄生植物的重要性,而吸器在元素含量、计量比的数值以及相互关系上与寄生枝条更为相似,则体现了吸器作为寄生植物器官具有与寄生枝条相似的生理功能。通过对寄主枝条-吸器-寄生枝条-寄生叶片C、N、P生态化学计量特征的分析,为深入研究半寄生植物的养分利用策略与生态适应性提供了重要的基础资料。     

云南哀牢山两种常见半寄生植物的生态化学计量特征及其与寄主的关系

为深入探究半寄生植物与其寄主间的养分关系, 在云南哀牢山徐家坝地区选取两种常见半寄生植物椆树桑寄生(Loranthus delavayi)和柳叶钝果寄生(Taxillus delavayi), 研究其寄主枝条-吸器-寄生枝条-寄生叶片间的碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征关系。结果表明: 1)两种半寄生植物的寄主枝条-吸器-寄生枝条-寄生叶片这一连续体的C、N、P生态化学计量特征变化趋势并不完全相同, 具有物种自身的特性。2)同一半寄生植物的寄主枝条具有相似的C、N、P生态化学计量特征, 寄主物种对半寄生植物的生态化学计量特征没有显著影响。3)寄主枝条的C、N、P生态化学计量特征间具有紧密的相关关系, 吸器弱于寄主枝条, 寄生枝条弱于吸器, 寄生叶片的N、P含量相关关系不显著。4)寄主枝条与寄生叶片间的C含量存在极显著负相关关系。5)吸器与寄主枝条间的C、N、P生态化学计量特征存在紧密的相关关系, 但在生态化学计量特征的数值上吸器与寄生枝条更为接近。吸器作为连接寄主与寄生植物的关键部位, 其与寄主枝条极为显著的相关关系体现了寄主枝条养分对寄生植物的重要性, 而吸器在元素含量、计量比的数值以及相互关系上与寄生枝条更为相似, 则体现了吸器作为寄生植物器官具有与寄生枝条相似的生理功能。通过对寄主枝条-吸器-寄生枝条-寄生叶片C、N、P生态化学计量特征的分析, 为深入研究半寄生植物的养分利用策略与生态适应性提供了重要的基础资料。     

檀香SaRbohA基因的克隆与吸器诱导因子响应分析

植物Rboh基因家族编码产生活性氧(ROS)的NADPH氧化酶。了解半寄生植物檀香(Santalum album Linn.)基因Rboh相关信息和表达特性,可为研究檀香SaRbohA基因通过活性氧信号(ROS)调控吸器发育的响应提供理论依据。该研究以全长转录组测序为基础,通过序列拼接设计合成基因特异引物,从根中克隆获得了1个檀香respiratory burst oxidase homolog(Rboh)基因cDNA全长,命名为SaRbohA。序列分析表明,该基因cDNA全长2 790 bp,编码929个氨基酸,分子量105.37 kD,理论等电点9.13,预测亚细胞定位于细胞膜。结构预测表明,SaRbohA具有6个跨膜结构域,在膜内侧的C端包含典型的NADPH结合结构域和FAD结合结构域, N端含有两个EF手性结构。序列比对分析表明,檀香SaRbohA与苹果MdRboh同源进化关系较近,相似度为63.65%。组织特异性表达分析表明,SaRbohA基因在茎中表达量最低,幼叶和茎尖中表达量较高,而在根中表达量最高。采用2, 6-二甲氧基对苯醌(寄生植物吸器诱导因子)处理,可以强烈诱导檀香SaRbohA基因的响应并伴随大量活性氧信号。研究推测,SaRbohA基因的在ROS信号介导的檀香吸器发育过程中起重要作用,且受化学诱导因子调控表达。     

寄生植物和寄主间的分子交流研究进展

寄生植物和寄主植物间存在广泛的物质、能量和信息交流事件。寄生植物通过吸器从寄主吸收所需的多种矿物质元素,以及氨基酸、糖类、中间代谢产物等营养物质。此外,寄生植物与其寄主还进行着诸如蛋白质、RNA等大分子物质,及病毒、类病毒、植原体等微生物的交流。研究表明,mRNA在寄生植物和寄主间进行着大量的转移,其结构和功能的特异性可能对转移起着决定性的作用。对寄生植物来说,部分mRNA可能在寄生过程和调节自身生长发育过程中发挥着重要作用。本文对近年来寄生植物和寄主间的分子交流事件的相关报道进行综述,其中着重讨论mRNA转移的研究进展,以期对转移mRNA的结构和转移机理有进一步了解,同时对mRNA转移在寄生植物-寄主系统中的角色进行定位,为研究不同寄生系统中的mRNA转移奠定基础。     

根寄生植物种子萌发刺激物研究进展

根寄生植物是被子植物中一类寄生在寄主根部, 以摄取寄主水分和营养物质为生的特殊植物类群, 其种子萌发需要寄主萌发刺激物的诱导。该文主要阐述根寄生植物种子萌发的特异性, 以及目前已发现的刺激种子萌发的信号物质及其调节机制和生物合成途径, 并就萌发刺激物的识别机制及其在根寄生植物或丛枝菌根真菌与寄主建立寄生关系过程中所起的作用进行综述, 提出根寄生植物种子萌发研究中存在的问题, 并对其研究前景进行了展望。     

檀香吸器维管组织的个体发育

为了解檀香吸器维管组织的发育过程,采用激光共聚焦显微镜、光学显微镜和透射电镜观察檀香吸器维管组织的个体发育。结果表明,檀香维管组织的分化分为两个时期:入侵前和入侵后。吸器维管组织发育始于盘状吸器时期,起源于吸器基部具有分生能力的细胞,后分为两束。侵入前无向顶的分化,处于吸器基部。侵入后随吸管深入寄主根与寄主根维管束连通,形成具有吸收功能的维管组织。成熟吸器维管组织呈倒烧瓶结构,仅处于吸器烧瓶核心两边,由木质部组成而无韧皮部。檀香的吸器维管组织发育有两个因素诱导,一个是遗传因素,另一个为寄主。这些为檀香半寄生性特性研究提供了形态解剖学基础。     

寄生植物种子萌发特异性及其与寄主的识别机制

寄生植物广泛分布于不同的生态环境中,并具有不同的生育习性及与寄主识别特性.本文阐述了根寄生植物列当属和独脚金属种子萌发的特异性,以及目前已发现的寄生植物种子萌发的信号物质,并就不同萌发信号物质、植物激素、真菌代谢物在寄生植物种子识别寄主中的作用以及寄生植物种子预培养阶段的呼吸作用特性与萌发信号物质的活化机理等做了综述.探讨了各种列当不同分化类型的愈伤组织诱导、离体无菌侵染新系统及其在寄生植物与寄主互作识别研究中的应用,提出了寄生植物与寄主识别机理研究中存在的问题并对研究前景进行了展望.     

寄生植物无根藤吸器发育过程中酸性磷酸酯酶与细胞分裂素变化的研究

无根藤（ＣａｓｓｙｔｈａｆｉｌｉｆｏｒｍｉｓＬ．）吸器发育过程中,细胞内酸性磷酸酯酶与细胞分裂素含量表现出动态变化。吸器发生时,其发生部位的异成烯基腺昔（ｉＰＡ）与玉米素核昔（ＺＲ）含量较对照部位分别高２０倍和６倍,表明吸器的发育与细胞分裂素密切相关。吸器的侵入生长是由于酸性磷酸酯酶影响寄主组织细胞,然后通过吸器生长的压力挤碎寄主细胞而侵入生长,是化学作用与物理作用共同作用的结果。     

寄生植物概述

对寄生植物的概念、寄生类型、寄生生物学特性和经济价值与危害进行了总结与概括,并对世界和我国广泛分布的重点寄生植物进行了着重介绍。对国内外目前关于寄生植物种子萌发刺激物质、吸器形成诱导物质以及寄生植物与寄主植物间形成寄生关系的作用机理进行了探讨。     

小麦条锈菌吸器母细胞入侵菌丝现象的进一步研究

应用电镜技术对小麦条锈菌吸器母细胞入侵自身菌丝的现象进行了研究,观察发现,在吸器母细胞与寄主细胞和菌丝细胞同时相接触的情况下,入侵栓可在与寄主细胞接触处形成,也可在与菌丝接触处形成;在菌落中心部位,吸器母细胞虽然未与寄主细胞接触,但同样可在与菌丝细胞接触处产生入侵栓;吸器母细胞在与菌丝接触处形成的人侵栓,其超微结构正常,并且可侵入到菌丝细胞壁内,但是未能穿透菌丝细胞壁。本文观察结果表明,小麦条锈菌吸器母细胞和人侵栓形成所需诱导因子可能是物理接触作用,而不涉及到化学作用,并且该病菌与寄主间的识别作用可能发生在入侵栓形成之后。     

寄生植物的生物学特性及生态学效应

寄生植物是陆地生态系统的重要组成部分,在多数生态系统中均有分布.寄生植物完全或部分依赖于寄主植物获取有机养分、无机养分和水分等,以满足自身生长发育需求.在生态学效应方面,寄生植物不但直接影响寄主植物的生长发育,也会通过改变寄主植物的竞争力而影响植物群落组成.寄生植物对寄主植物个体水平的影响多是消极的,并能给人类的生产活动造成直接经济损失,故对寄生植物的防治一直是人们关注的热点问题;在群落水平上,寄生植物对促进植物群落的物种多样性有积极的意义,基于此,寄生植物有潜在利用价值.深入了解寄生植物的生理生态学特性,对有害寄生植物的防除和有益寄生植物的利用有重要价值.本文对寄生植物的生物学特性,包括其寄生类型、寄主范围及偏好、寄主识别和吸器的形成与功能,进行了阐述,并就寄生植物对寄主植物和群落结构的影响进行了探讨,对相关研究前景进行了展望.     

寄生植物对寄主的选择和影响

寄生植物对寄主的选择性与寄主营养物质的含量、合成的次生物质和硬度有关.多寄主存在的条件下,有利于寄生植物的生长发育.通过改变寄主光合产物的流向和影响寄主叶片的气孔调节,寄生植物对寄主生理和形态产生显著的影响.寄生植物的存在使植物群落的生物量、组成多样性和动态发生改变.大量研究显示,寄生植物对寄主的选择和影响与植食性动物对取食植物的选择和影响有很多相似之处.气候变化对寄生植物与寄主关系影响的研究还刚刚起步,寄生植物对寄主选择和影响的研究对有害寄生植物的防除和有益寄生植物的利用有重要的价值,应该重视和加强.     

寄生植物对寄主的选择和影响

寄生植物对寄主的选择性与寄主营养物质的含量、合成的次生物质和硬度有关．多寄主存在的条件下,有利于寄生植物的生长发育．通过改变寄主光合产物的流向和影响寄主叶片的气孔调节,寄生植物对寄主生理和形态产生显著的影响．寄生植物的存在使植物群落的生物量、组成多样性和动态发生改变．大量研究显示．寄生植物对寄主的选择和影响与植食性动物对取食植物的选择和影响有很多相似之处．气候变化对寄生植物与寄主关系影响的研究还刚刚起步,寄生植物对寄主选择和影响的研究对有害寄生植物的防除和有益寄生植物的利用有重要的价值,应该重视和加强．     

不同抗病性小麦品种上白粉菌吸器发育超微结构研究

利用电镜技术对不同抗病性小麦品种上白粉菌吸器发育及相应寄主细胞变化的超微结构进行了研究,并对吸器的Ca2+－ATP酶活性及几丁质的分布进行了细胞化学定位分析。结果表明,小麦白粉菌（Blumeriagraminisf．sp.tritici）成熟吸器在内部结构上类似一个代谢活跃的菌丝细胞,有大量的线粒体和多聚核糖体;Ca2+－ATP酶主要被定位在寄主质膜及病菌核膜上;随吸器的不断发育,吸器外膜厚度增加,同时Ca2+-ATP酶活性增强。几丁质均匀地分布在吸器壁上,其含量随吸器的成熟而增加。在不同抗病性小麦品种上,吸器细胞核最先退化,然后是线粒体的液泡化和多聚核糖体的解聚。中抗寄主细胞内的吸器普遍退化较早,相当一部分在吸器中心体阶段已解体。此外,高感寄主表皮细胞与叶肉细胞之间有发达的胞间连丝;而且在吸器形成后,能比中抗寄主细胞更快地增殖和聚积大量与能量代谢、物质合成及分泌活动有关的细胞器。     

植物寄生对生态系统结构和功能的影响

寄生植物是生态系统中的特殊类群之一。植物寄生可以驱动生态系统中生物与非生物因子的变化,在生态系统结构与功能中起关键作用。寄生植物可以通过对寄主营养的集聚、改变凋落物的质量与数量、改变根的周转与分泌物格局、改变土壤水势,从而影响土壤理化特性。寄生植物会改变寄主的行为,改变寄主与非寄主植物之间的相互作用,从而影响植物群落的结构、多样性和动态,进而影响植被演替和植被生产力等。寄生植物与寄主均可被消费者取食,可直接或间接地影响生态系统的食草动物,包括草食昆虫等。寄生植物与寄主的其它寄生物存在竞争关系,可以直接或间接地影响寄主的其它寄生植物或病原真菌。寄生植物可以明显地改变土壤地球化学循环,将固有的不可动的成分转变为可利用的营养成分,改变土壤生物群落的结构与功能,从而显著影响地下生物群落。这些表明,植物寄生对生态系统的结构和功能有重要影响。针对特殊的被入侵的植物群落,该地寄生植物可以通过影响入侵植物寄主的生长、繁殖、生物量分配格局,改变土壤的理化特性,促进非寄主的非优势本地植物的生长,从而改变被入侵植物群落结构与多样性,达到生物防治及生态恢复的目的。     

条锈菌与慢锈小麦品种互作的超微结构

条锈菌与慢锈小麦品种互作的超微结构研究表明,随着慢锈性的表达,条锈菌的胞间菌丝发育受抑,细胞器泡囊化解体。吸器母细胞和吸器发育受阻,最终解体,坏死。吸器的受抑,坏死主要表现在吸器体形成后期。在锈菌与寄主互作的交界面,吸器外质膜皱褶,电子致密度增高,吸器外间质加宽,并有大量电子致密度加深的物质沉积。与抗病品种相比,慢锈品种中病菌受抑,坏死程度轻,寄主细胞的过敏性坏死机率也较低。