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。     

抗生素产生菌的自身防卫机制研究

抗生素产生菌的自身防卫机制研究李明祺,吴文芳,张成刚（中国科学院沈阳应用生态研究所,１１００１５）抗生素是在微生物初级代谢过程中,由于特定的分支点受到阻碍而产生的物质,即所谓次级代谢物质。自然界中这种次级代谢物在微生物体内含量少,尚不至于对产生菌构成...     

从植物细胞到生物工程

应用植物细胞培养技术生产次级代谢物的最初尝试可以追溯到六十年代初期,三十年之后,用植物细胞工业化生产的酶类和精细化学制品仍然屈指可数。     

植食性昆虫寄主植物嗅觉搜寻述介

植食性昆虫与寄主植物关系的本质是化学。植食性昆虫搜寻寄主的嗅觉媒介是植物气味即化学信息物质。在介绍植物气味构成及其扩散模型基础上,阐述了植物气味在地上植食性昆虫成虫、幼虫和地下植食性昆虫搜寻寄主过程中的嗅觉导向作用,并指出了今后相关研究需要注意的问题。从植物与环境因子的关系来看,植物气味包括构成性气味和诱发性气味两类,这两类气味的概念既相联系而又不同。构成性气味组分及构成因植物分类地位等而不同。诱发性气味组分因植食性昆虫取食、植物病原微生物、机械致伤等因子的胁迫而变化,这种变化性状随植物属和/或种、植株生长发育阶段、胁迫因子性质及其作用方式而不同。无论是哪种植物气味,其释放均具有节律性。气味扩散过程比较复杂,扩散状态可用数学模型表征。对于地上植食性昆虫成虫,植物气味对其寄主搜寻行为具有导向特异性,重点分析了这种特异性形成的两个假说;鳞翅目昆虫幼虫,能够利用植物化学信息物质趋向寄主植物或回避非寄主植物;地下植食性昆虫搜寻寄主,既与寄主植物地下组织释放或分泌的次级代谢物有关,又与一些初级代谢物有关。初级代谢物中的CO₂,起着“搜寻触发器”作用。有助于增强人们对昆虫与植...     

植物对动物的化学防卫

化学防卫是植物防止动物采食的方法之一。植物组织可能产生一些次生物质来防止动物的采食,这些物质可能是苦的、有毒的、有难闻气味或具有对抗营养物质吸收的作用。酚类化合物对生命有广泛的毒性,萜类化合物与酚类化合物一样,以其难以忍受的味道和致毒作用对植食动物有很强的防护作用。单宁又叫鞣质或鞣酸,是一类分子量比较大的水溶性的多元酚类衍生物的总称。单宁广泛存在于植物界中,尤其在高等植物中更多,例如我们常吃的柿子中就富含单宁。单宁能使蛋白质变性,当动物摄食含单宁的植物时,单宁使动物唾液中的蛋白质沉淀,因此,动物会感觉到这…     

地下鼠生物学特征及其在生态系统中的作用

地下鼠生活型、行为、种群结构的特殊性,决定了此类动物对植被、土壤及生态系统作用的多样性。地下挖能改变土壤的物理环境,导致土壤类型、发育速率、营养可利用性、微地形等的变化。地下啃食直接影响植物的形态、丰富度、种间竞争、植被类型和物种多样性、生物是及群落组成构成等,植物对植食性动物的防御策略具有更明显的化学防卫特性。地下鼠与其他植食性动物种间竞争、空间利用等关系密切,是食肉动物重要的食物资源。地下鼠对生态系统生产力、空间异质性、营养结构和循环、碳素储存以及微量气体释放等生物地球化学过程均能产生影响,显示出有别于地面植食性动物的重要性和不可替代性。     

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。     

土壤重金属污染的植物修复

土壤重金属污染的危害范围广泛,使用传统的物理和化学修复方法成本高,对环境扰动大,而利用植物修复的效果较为明显,易于操作.本文论述了土壤重金属污染的单一植物、植物与微生物联合、植物与化学方法相结合.的修复方法,着重介绍了重金属超富'集植物的研究和植物体内螯合肽(PCs)的合成.生物螯合剂的应用及土壤重金属污染的动物、植物和微生物的联合修复将是未来研究的热点.     

植物次级产物修饰研究进展

植物体内含有多种次级代谢产物,是重要的药物或工业原料。但是有些次级产物提取出来后理化性质不够稳定,或是本身具有一定的毒性,限制其广泛的应用。本文在总结相关文献和自身工作的基础上介绍:利用多种包合主体对人们关注的植物药用物质提取后进行包合等物理修饰,或是通过化学方法对它们进行结构上的改造或化学基团的修饰,旨在使产物的理化性质趋于更加稳定,生理活性得到保护和提高。     

β-1,3-葡聚糖酶在植物抗真菌病基因工程中的研究进展

β-1,3-葡聚糖酶是植物抗真菌病的重要抗性物质之一,植物β-1,3-葡聚糖酶可由病原物(如Mg)、化学因子(如水杨酸、乙烯、赤霉素)或物理因子(如紫外线照射、机械损伤)等多种生物因子和非生物因子诱导产生.将外源β-1,3-葡聚糖酶基因导入植物,可提高植物的抗真菌病害的能力;而将β-1,3-葡聚糖酶基因与其他防卫蛋白基因同时导入植物,将更大程度的提高植物的抗真菌病能力,是植物抗真菌病防治的有效新途径.文章中主要对β-1,3-葡聚糖酶的生物学特性、植物β-1,3-葡聚糖酶基因在转基因植株中的独立表达及其与其他抗真菌病基因的协同表达等进行了综述.     

植食性哺乳动物与植物协同进化研究进展

从动物-植物协同进化模式,植物对动物采食反应及动物对植物防卫的适应对策等方面综述了以植物次生化合物为媒介的植食性哺乳动物-植物协同进化的研究进展,动物与植物的协同进化模式包括成对协同进化,扩散协同进化,躲避-辐射协同进化,多样性的协同进化,平行分枝进化,互惠进化等模式,植物不仅以超补偿反应,物理防卫作为对植食性动物采食的应答,延长植食性动物的觅食时间,降低植食性动物的觅食效率,更能以其派生的次生化合物抑制动物的摄食,进而影响其消化,代谢及生长等生理生态特征,动物通过改变觅食行为,调整对各食物项目的相对摄入量,减少次生化合物的摄入量,动物还通过氧化,还原,络合,改变消化道内环境,形成相应的降解酶,改变代谢率等途径降低次生化合物对其的负作用。     

中国丝状真菌次级代谢分子调控研究进展

在目前已知的具有生物活性的微生物次级代谢物中约有50%是由丝状真菌产生的,其中包括人们所熟知的青霉素、环孢菌素A以及洛伐他汀等。鉴于丝状真菌次级代谢物在农业、医药和工业上的重要价值,它们的生物合成及其分子调控一直备受关注。丝状真菌次级代谢物的生物合成是一个复杂的过程,一般涉及多步酶学反应,该过程往往受到不同水平的调控。深入了解丝状真菌次级代谢的分子调控机制,可以为其产量的提高、新骨架化合物的发掘以及隐性次级代谢物的激活奠定重要的理论基础。本文以丝状真菌次级代谢分子调控为主线,重点介绍近40年来我国科研工作者在该领域取得的研究进展,并对这一领域未来的发展进行展望。     

植物防御策略及其环境驱动机制

植物与环境长期相互作用和生存竞争的过程中,为了抵抗不利环境,形成了一套完整的防御体系。植物一方面通过改变形态结构作为机械/物理防御策略,另一方面则在生理生化做出响应作为化学防御策略。在化学防御中,植物主要以次生代谢物及防御性酶等作为抵抗和响应病原菌、植食动物以及非生物环境胁迫的重要生化基础,而常以叶脉网络结构、茎/叶韧性、硬度及其纤维素、半纤维素和木质素含量等来增强机械防御能力。本文从机械防御和化学防御两个角度评述了植物的防御体系,并从生物侵害、气候因素和资源分配3个方面综合评述了植物防御策略及其环境作用机制。从植物防御角度出发,可以更深层次地理解和发掘植物与环境的内在联系并提供新的思路,为全面认识植物区域环境适应、抗虫种质资源选育以及科学营林等相关研究提供参考。     

提高植物细胞培养法生产次级代谢物产量的方法

介绍了提高植物细胞培养法生产次级代谢物中需要考虑的几个问题,如外植体的选择,高产细胞系的选育,培养条件的优化,培养技术的选择,前体物的添加,诱导剂和抑制剂的使用。     

白藜芦醇代谢物的研究进展

白藜芦醇是一些植物在受到生物和非生物胁迫时产生的一种植物抗毒素.它在植物体内会迅速被代谢而生产紫檀芪、云杉新苷、viniferins等代谢物.这些代谢物与白藜芦醇一样具有抗菌、消炎、抗血小板凝集、防止细胞癌变等一系列的生物活性,且有些代谢物的选择性、稳定性远远大于白藜芦醇.本文对白藜芦醇代谢物中几种主要代谢物的合成途径、生物活性、代谢调控、检测方法等进行了综述.     

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。     

植物挥发性物质与植物抗病防御反应

植物挥发性物质的许多组分具有抗菌活性,这可能是其抵御植物病原菌侵染的化学防卫因素;其中一些组分为防卫基因表达的高效调节子,是病原菌侵染植物过程中,植株自身或相邻植株间传递信息的信号分子.该文就植物挥发性物质的主要类群、生理作用、病原菌侵染和其他因子诱导对其影响及其在植物抗病防御反应中的作用作了介绍.     

植物内生微生物及其“暗物质”开发技术的研究进展

植物内生微生物包含内生菌、内生细菌、内生真菌、内生放线菌、内生古细菌等领域,其"暗物质"是指尚未被开发的菌种资源、遗传资源和代谢物资源。根据对宿主植物的作用,可以将内生微生物分为共生内生微生物、有益内生微生物和潜在的病原微生物三类。内生微生物在植物促生、提高植物抗逆性、提高植物的环境适应性、影响植物代谢物合成、参与被污染环境的修复等方面具有广泛的应用。具有生理活性的次级代谢产物的开发和利用是植物内生微生物研究的另一个热门领域,但由于大多数不能被分离培养、次级代谢物的分离分析技术不足等原因,使得大量的植物内生微生物资源仍处于未知状态。表面消毒技术、分离培养技术的改进,"多-组学"技术的联合使用和次级代谢物分离分析技术的发展极大促进了植物内生微生物的研究。在此基础上,开展微生物组研究和多单位多地域的协同研究将会进一步加快植物内生微生物资源的研究、发掘和利用。以上述内容为基础,本文综述了植物内生微生物的功能及其代谢产物研究进展,当前植物内生微生物研究的分离培养方法和组学技术,并在文章最后对该领域的研究方向提出了建议。     

不同放牧强度下内蒙古温带典型草原优势种植物防御策略

放牧是草原的主要利用方式, 但对牧草造成了一定的生物胁迫。面对生存压力, 牧草会通过调节初级与次级代谢过程启动防御机制。该研究以内蒙古温带典型草原优势种植物为研究对象, 通过测定其在5个放牧水平下不同营养器官中的次级代谢产物及木质素等含量, 探讨大针茅(Stipa grandis)和羊草(Leymus chinensis)的各营养器官在防御机制中的角色及其碳氮权衡策略。结果表明: 面对放牧胁迫, 大针茅和羊草会产生大量的单宁、总黄酮、酚类以及生物碱等次级代谢产物, 并以叶片为主要的合成及储存器官。中度放牧使羊草的化学防御机制得到较充分的诱导及表达。但二者地上部分木质素含量并无显著增加, 因此, 二者在避牧性机制上更倾向于化学防御而非机械防御。由于羊草有更高的氮利用效率, 这使得羊草可以通过碳氮两种代谢途径进行防御, 但大针茅在生长初期并不能将氮高效地分配到化学防御中。大针茅和羊草在生长初期面对轻度放牧胁迫, 较多的资源仍然用于初级代谢, 增加了植物耐牧性。因此, 轻度放牧有利于提高牧草的碳氮资源利用效率、提高生态系统生产力及稳定性。     

Defense strategies of dominant plants under different grazing intensity in the typical temperate steppe of Nei Mongol,China

放牧是草原的主要利用方式, 但对牧草造成了一定的生物胁迫。面对生存压力, 牧草会通过调节初级与次级代谢过程启动防御机制。该研究以内蒙古温带典型草原优势种植物为研究对象, 通过测定其在5个放牧水平下不同营养器官中的次级代谢产物及木质素等含量, 探讨大针茅(Stipa grandis)和羊草(Leymus chinensis)的各营养器官在防御机制中的角色及其碳氮权衡策略。结果表明: 面对放牧胁迫, 大针茅和羊草会产生大量的单宁、总黄酮、酚类以及生物碱等次级代谢产物, 并以叶片为主要的合成及储存器官。中度放牧使羊草的化学防御机制得到较充分的诱导及表达。但二者地上部分木质素含量并无显著增加, 因此, 二者在避牧性机制上更倾向于化学防御而非机械防御。由于羊草有更高的氮利用效率, 这使得羊草可以通过碳氮两种代谢途径进行防御, 但大针茅在生长初期并不能将氮高效地分配到化学防御中。大针茅和羊草在生长初期面对轻度放牧胁迫, 较多的资源仍然用于初级代谢, 增加了植物耐牧性。因此, 轻度放牧有利于提高牧草的碳氮资源利用效率、提高生态系统生产力及稳定性。