植物抗病性和抗虫性的机制
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第28卷第3期 2 0 1 3年9月 河北林果研究 HEBEI JOURNAL OF FORESTRY AND ORCHARD RESEARCH VoI.28 NO.3 Sep.2 0 1 3
文章编号:1007—4961(2013)03—0265—04
植物的诱导抗虫性表现机制与影响因素
王银翠 ,邰宝成 ,周国娜 ,高宝嘉
(1河北农业大学林学院,河北保定071000; 2河北承德平原县黄土梁子国有林场,河北承德067506)
摘要:综述了国内外植物诱导抗虫性的研究进展,分析了诱导抗性的表现机制以及诱导抗虫性的影响因素, 并对今后研究的趋势进行了简单的阐述。 关键词:诱导抗性;诱导机制;诱导因素 中图分类号:Q 948 文献标志码:A
Research progress in the study of plant induced resistance
WANG Yin-cui ,TAI Bao—cheng ,ZHOU Guo—Ha ,GAO Bao-j ia
(1 College of Forestry,Agricultural University of Hebei,Baoding 071000,China;
2 H“n g£“Z 口 g gq 口 Forestry Administration of Hebei Province,Chengde 067506,China)
Abstract:This article summarizes the domestic and foreign research progress of plant induced
resistance to insects,analyzes the mechanism of induced resistance performance and induced
resistance factors,and simultaneously,briefly presents the future research trends.
植物的抗逆机制与适应性
植物是在各种环境中生活的生物,为了能够生存和繁衍,它们必须应对不同的逆境条件。逆境包括高温、低温、干旱、盐碱胁迫、病虫害等各种不利因素。为了应对这些逆境条件,植物进化出了多种抗逆机制和适应性。
一、非生物逆境
1. 高温逆境
植物在高温下容易发生蛋白质变性、膜脂过氧化等损伤。为了应对高温逆境,植物会调节体内的温度和水分,例如通过开启气孔、增加气孔密度等方式进行散热。同时,植物还可以合成特殊的蛋白质,如热休克蛋白,来帮助维持细胞的正常功能。
2. 低温逆境
植物在低温下容易发生冷冻伤害,导致细胞膜的破裂和细胞器的异常。为了应对低温逆境,植物会合成特殊的抗冷蛋白,来增强细胞膜的稳定性和抗冻性。此外,植物还可以通过调节细胞渗透物浓度,提高细胞的抗冷性。
3. 干旱逆境
植物在干旱条件下容易发生水分亏缺,导致植物体细胞脱水和生理代谢的紊乱。为了应对干旱逆境,植物会通过增加根系吸水能力、改变气孔开闭程度等方式来节约水分。同时,植物还可以合成保护性物质,如脯氨酸,来维持细胞水分平衡,提高抗旱性。
4. 盐碱胁迫
盐碱胁迫是指土壤中的盐分和碱性物质对植物的影响,会导致细胞脱水和离子平衡的失调。植物对盐碱胁迫的适应性机制包括离子排斥、盐分稀释、离子转运和调节离子通道等。通过这些机制,植物可以减轻盐碱胁迫对其生长发育的不利影响。
二、生物逆境
1. 病原菌感染
植物生活在丰富的微生物环境中,有时会受到各种病原菌的感染。为了应对病原菌感染,植物会通过增强自身的抗病性机制来抵御病原菌的攻击。植物会合成一系列的抗菌物质,如抗菌蛋白、抗菌酶等,来抵御病原菌的侵入。此外,植物还会通过形成厚实的叶表皮、增加植物的防御反应等来增加病原菌感染的抵抗力。
2. 害虫危害
植物在生长发育过程中经常受到各种害虫的危害,会导致植物组织受伤、代谢紊乱等问题。为了应对害虫危害,植物会合成一系列的抗虫物质,如抗虫蛋白和挥发性抗虫化合物等。这些物质可以抑制害虫的取食行为和发育,减轻害虫对植物的危害。
植物学中的抗病抗虫育种方法
植物是人类的重要食物来源,但在生长过程中会受到各种病虫害的侵袭,造成生长受阻和产量下降。因此,如何研究并开发出抗病抗虫的新品种,是植物育种中极为重要的课题。本文将从传统手段和现代技术两个方面介绍植物学中的抗病抗虫育种方法。
一、传统手段
1.质量选择法
这种方法是通过观测不同品种的P覆盖率(病害在种群中的比例),选择病害最少的种子,进行后代的繁殖。这样在种群中就能筛选出抗病能力强的品种。
2.人工授粉法
这种方法主要是对花粉进行人工授粉,将高抗病品种的花粉授粉到病害重的品种上,使得后代具有了更强的抗病性。
3.杂交育种法
这种方法与人工授粉法类似,是选择两个或多个不同的品种,将它们授粉或杂交,从而培育出具有更强抗病力的新品种。通过这种方法育出的新品种具有较高的适应性和病害抵抗能力。
4.紫外辐射法
紫外辐射法是使用紫外线对种子进行照射,使得基因发生改变,从而培育出的新品种抗病性更强。
二、现代技术
1.遗传工程
遗传工程是通过外源基因的导入或者定向突变生成的基因修饰手段,利用生物技术实现抗病、抗虫。通过生物学、分子生物学、细胞生物学等多门学科的综合应用,可以在病虫害抵抗性、抗逆性、品质改良等多个方面进行改良。
2.分子标记辅助选择法
这种方法是通过分子标记分析,选择与抗性相关的分子标记,将分子标记与抗性基因相关联,从而可以高效地筛选出具有抗病抗虫能力的新品种。
3.基因组编辑技术
基因组编辑技术也是现代育种技术中的一项重要内容,通过CRISPR/Cas9系统,对自然界生物存在的基因进行剪接,从而使得抗病抗虫能力更强,品质更优,产量更高的新品种诞生。
总之,植物学中的抗病抗虫育种方法十分丰富多样,从传统方法到现代技术,都是育种人员共同研究的方向。在未来的发展中,我们期待更多新技术的出现,从而更好地提高植物产量和质量,为人类的饮食安全和经济发展做出贡献。
青岛农业大学学报(自然科学版) Journal of Qingdao Agricultural 32(2):083~091,2015 University(Natural Science)
文章编号:1674—148X(2015)02—0083—09
菌根真菌诱导植物抗病性特点与作用机制
刘金凤 ,袁玉清 ,郭绍霞 ,李 敏
(1.青岛农业大学菌根生物技术研究所,山东青岛266109;2.青岛农业大学实验中心)
摘要:全球变化所导致温室效应、N沉降、酸雨和极端气候频发等严重影响植物生长发育和农林牧业生产。其中, 进入21世纪以来全球变化对植物病害的发生发展已产生了深刻影响。与此同时,菌根真菌通过对全球变化的响 应直接和间接的调控植物病原物及其病害的进程。菌根作为生态系统中最广泛的互惠共生体,菌根网络在地下和 地上可与其他生物相互作用、改善全球变化、拮抗病原物、提高植物抗病性、增加作物产量、以及维持生态系统平衡 等的方面发挥了不可替代的作用。本文旨在简要介绍全球变化下植物病害发生发展的特点的基础上,重点讨论分 析菌根真菌抑制病原物、诱导植物抗病性、降低病害的特征,为探索和发展全球变化背景下植物病害绿色生态防控 理念与技术体系、应对全球变化的途径提供依据。 关键词:菌根真菌;植物病害;全球变化;丛枝菌根I夕 生菌根 中图分类号:Q943.1 文献标识码:A DOI:10.3969/J.ISSN.1674—148X.2015.02.002
Characteristics and Mechanisms of Plant Disease Resistance Induced by
Mycorrhizal Fungi
LIU J infeng,YUAN Yuqing,GUO Shaoxia,LI Min (1.Institute of Mycorrhizal Bi0technology,Qingdao Agricultural University,Qingdao 266109,China; 2.Experimental Center,Qingdao Agricultural University) Abstract:Greenhouse effect enhancement,nitrogen deposition,acid rain and extreme climates caused with