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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

根寄生植物吸器发育及其调控的研究进展

很多根寄生植物是重要的杂草,严重影响农业生产。吸器是寄生植物与寄主连接的特异性器官,是寄生植物与寄主间信号和物质交流的"桥梁",而吸器诱导因子在诱导吸器发育过程中扮演着重要角色。该文针对寄生植物吸器的发育过程,吸器诱导因子的种类、信号转导和基因调控,寄生植物如何避免寄主的防御这三方面的进展进行了综述,以期为进一步揭示寄生植物识别寄主的信号物质的分子机制提供参考。     

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。     

云南西双版纳常见寄生植物生态化学计量特征及其与寄主的关系

对云南西双版纳地区常见的半寄生植物澜沧江寄生(Scurrula chingii var. yunnanensis)、五蕊寄生(Dendrophthoe pentandra)和全寄生植物优势种金灯藤(Cuscuta japonica)的生态化学计量特征及其与寄主关系进行研究。结果表明,相较于普通高等陆生植物,两种半寄生植物叶片的C、N含量及N:P较低,P含量较高,全寄生植物金灯藤的N、P含量较高,N:P较低;两种半寄生植物C:N、C:P均显著高于全寄生植物金灯藤。两类寄生植物C、N、P生态化学计量特征季节差异不显著。相较于全寄生植物,半寄生植物与寄主间具有更强的相关性。全寄生植物金灯藤的化学计量内稳性指数显著高于两种半寄生植物,全寄生植物内稳性雨季显著高于旱季。     

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．     

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.     

What do we know about parasitic plants and the leaf economic spectrum?

对于寄生植物和叶经济谱,我们了解多少？ 叶经济谱(leaf economic spectrum, LES)对维管植物中的关键性叶片性状间的相关性进行了量化,并且将这些性状的大量变异信息提炼为一根单轴。叶经济谱的显著优势是其近乎完美的普适性,且已在诸多领域得到了广泛的研究。然而,对于寄生植物与叶经济谱框架间关系的研究仍相对缺乏。由于叶经济谱的部分驱动力是碳获取中的生理性权衡,因此从理论上而言,寄生植物中的异养性(其取代了叶片的一些基本功能)可能导致对叶经济谱的偏离。利用从TRY数据库中获得的全局叶片性状数据,本研究评价了TRY数据库对寄生植物的整体代表性情况,然后将寄生植物叶片性状的叶经济谱组与非寄生的对应植物进行了比较。尽管寄生植物有着独特的生理特征,但它们并未显著偏离叶经济谱,不过还是有一些例子可以表明存在着叶经济谱上位置和性状间的差异。尤为重要的是,TRY数据库未能很好地代表寄生植物,因而就此得出的任何结论都还是不成熟的。     

肉苁蓉和寄主梭梭体内可溶性糖分积累与蔗糖代谢相关酶活性研究

通过测定不同发育时期肉苁蓉和寄主梭梭体内主要糖类物质含量和蔗糖代谢相关酶活性,以研究寄生植物与寄主植物的糖代谢及其关系。结果表明:未寄生肉苁蓉的梭梭以积累葡萄糖为主,而寄生肉苁蓉的梭梭在夏季休眠期以积累葡萄糖为主,进入秋季旺盛生长期时以积累蔗糖为主。肉苁蓉的糖分积累与梭梭不同,己糖含量约占可溶性总糖的62.45%,而蔗糖仅为可溶性总糖的4.98%,故肉苁蓉为己糖积累型。寄主梭梭同化枝内蔗糖磷酸合成酶活性较转化酶活性和蔗糖合成酶活性低,其中寄生肉苁蓉的梭梭的分解酶类活性高于未寄生肉苁蓉的梭梭。肉苁蓉体内转化酶活性较低,而蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性较高,且蔗糖合成酶活性高于蔗糖磷酸合成酶活性,表现为肉苁蓉中的分解酶类活性高于合成酶类活性,较高的分解酶类活性促进了蔗糖的分解,从而促进了糖分由寄主梭梭向肉苁蓉的不断转移。总体来看,肉苁蓉和寄主梭梭体内糖分的代谢主要以蔗糖合成酶为主,其它2种酶为辅协同参与调控。     

农业景观格局与麦蚜密度对其初寄生蜂与重寄生蜂种群及寄生率的影响

农业景观格局与过程能够强烈影响寄生蜂对寄主的寻找及寄生作用,寄主密度亦是影响寄生蜂分布的重要因素,然而农业景观的格局和寄主密度对寄生蜂寄生率的相互影响是一项值得研究的工作.在简单与复杂2种麦田农业景观结构下,调查了麦蚜的分布格局与2种寄主密度下麦蚜的初寄生率与重寄生率,分析了景观结构对麦蚜密度的影响、景观格局与麦蚜密度对寄生蜂寄生率与重寄生率的影响及交互作用.结果表明:景观结构的复杂性对麦蚜分布和寄生蜂初寄生率与重寄生率的影响均不明显,但寄主密度与景观结构的复杂性对寄生蜂的影响存在着明显的交互作用,寄主密度与寄生率呈正相关,寄主密度较低时烟蚜茧蜂为优势种,寄主密度较高时燕麦蚜茧蜂为优势种.麦蚜初寄生蜂与重寄生蜂对寄主密度的反应与其形态学、体型大小以及生活史特征相关,初寄生蜂与重寄生蜂的群落组成显著影响其对麦蚜的寄生率,而与景观结构的复杂性关系不大.     

研究发现植物受伤后会向根部发求救信号

日前,美国特拉华大学科学家们宣布了最新的研究成果。他们在研究中发现,当植物受到致病细菌的攻击时,叶子会向根部发出求救信号,根部接收到求救信号后也会立即作出反应,分泌出一种携带有益菌类的酸性物质解围。在年初已有研究表明,寄生植物可以感受到寄主的信息交流系统。     

外源钙离子与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎形态结构的影响

外源钙离子对植物响应外界环境胁迫具有重要作用.寄生植物对入侵植物具有显著的抑制作用.以入侵植物喜旱莲子草为研究对象,采用完全随机区组的实验设计分析不同钙离子浓度与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎形态结构的影响,探讨外源钙离子在寄主植物响应寄生植物胁迫中的作用.研究结果表明南方菟丝子寄生可以显著改变喜旱莲子草茎的形态结构,如显著降低喜旱莲子草茎的总长、分枝数、分节数、茎直径和髓腔直径,显著增加茎的厚角厚度与皮层厚度.外源钙离子对喜旱莲子草茎总长、分枝数、分节数、茎直径、髓腔直径和维管束直径没有显著影响,但可增加喜旱莲子草茎的维管束数目,降低茎的节间长、厚角厚度与皮层厚度.外源钙离子与南方菟丝子寄生相互作用可以显著增加喜旱莲子草茎的厚角厚度与皮层厚度,表明南方菟丝子寄生与高浓度的钙离子对喜旱莲子草茎的厚角厚度和皮层厚度具有显著的拮抗的交互作用.这种交互作用可以提高寄主植物的防御能力,减少寄生植物对寄主植物的损伤.     

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。     

植物间挥发物信号的研究进展

植物VOCs信号是植物间进行信息交流的"语言",可由多种生物和非生物因素诱导产生。非寄生植物释放的VOCs信号可影响其所在群落中其它植物的种子萌发与幼苗生长;而寄主植物释放的VOCs信号却是诱导寄生植物种子萌发和幼苗生长的信号物质。VOCs作为植物间的伤害信息可以诱导临近的同种或异种植物做好防御准备,从而通过主动或间接防御以减少外界的伤害。植物间通过VOCs信号进行信息交流,从而实现其繁衍与防御。该文通过对VOCs信号的种类、诱导产生因素、传递及作用进行综述,以期对VOCs信号的研究有所帮助。     

植物间挥发物信号的研究进展

植物VOCs信号是植物间进行信息交流的“语言”, 可由多种生物和非生物因素诱导产生。非寄生植物释放的VOCs信号可影响其所在群落中其它植物的种子萌发与幼苗生长; 而寄主植物释放的VOCs信号却是诱导寄生植物种子萌发和幼苗生长的信号物质。VOCs作为植物间的伤害信息可以诱导临近的同种或异种植物做好防御准备, 从而通过主动或间接防御以减少外界的伤害。植物间通过VOCs信号进行信息交流, 从而实现其繁衍与防御。该文通过对VOCs信号的种类、诱导产生因素、传递及作用进行综述, 以期对VOCs信号的研究有所帮助。