植物的免疫功能及其利用

2008/6/28 12:52:49

植物在与病菌的长期斗争中，形成了一套对付病菌的免疫功能。在植物体表面，往往有一层含有酸类和脂肪物质的角质层或蜡质层，它们与细胞壁中的纤维素、木质素一起形成一道坚固的屏障。有些植物茎的表皮和果实的果皮细胞壁中还含有鞣酸、硅酸盐和碳酸钙等无机化合物。侵入植物体的病菌孢子萌发形成菌丝企图入侵时，植物体表的角质层、蜡质层和无机化合物所形成的屏障，就会森严壁垒，使病菌无法侵入，这是植物抵抗病菌入侵的第一道防线。
　　植物体内的酶系统，除了完成调节植物正常生理活动的使命外，有的酶还担负着防御病菌侵入的任务。病菌一旦突破植物的第一道防线，进入植物的某一组织后，这个部位的氧化酶立即动员起来，显得异常活跃，使组织的呼吸作用加强，氧化分解病菌产生的毒素，起到“消毒”的作用。植物的呼吸作用加快以后，可抑制病菌的水解酶的作用，使它不能分解利用植物的有机物而无法生存。植物旺盛的呼吸作用，还能促进植物伤口部位形成木栓层，加快伤口的愈合，把健康组织和受害部位隔离开来，阻止病菌的蔓延，这是植物的第二道防线。
　　除了这两道防线外，植物还能采取一些有效的“战术”与病菌作斗争。其一是分泌抗菌素物质，直接杀伤病菌。例如大蒜能产生有强烈杀菌作用的大蒜素，它比青霉素的杀菌能力还强100倍。科学家还发现，抗花叶病的一些花卉植物，叶片细胞能产生类似人体干扰素的物质，这种植物干扰素能有效地阻止花卉花叶病毒的繁殖。其二是“丢车保帅”。植物的细胞都有自杀功能，它们在受到病菌侵袭时会产生“过敏反应”。最初受攻击的细胞会死亡，然后形成一层死组织，以阻止病菌向健康的组织细胞侵染，它就像阻止森林大火蔓延的“隔离带”。这一“隔离带”的产生是受病菌袭击的细胞突然产生出过氧化氢，“告诉”附近的细胞赶紧加固细胞壁，并产生抗生素物质或钙离子，以抵御入侵之敌。
　　科学家研究发现，利用同种或相近的病原菌弱苗系或弱毒系，接种于有关植株，结果发现作物也像动物和人一样，获得对致病菌抗病的免疫能力。一些植物在受害虫或病菌侵染后，植物体内一些物质被活化而产生抗菌作用。如苹果树中的根和叶中的根皮苷，在遭到黑星病菌侵染后，会被水解和氧化成抗菌活性很强的根皮醌。一些植物会产生新的抗菌物质，如豌豆荚感染腐病后，会产生称为植物抗毒素的豌豆素。尤其值得注意的是，植物的叶、茎和果实等，在一些因子刺激下，都有产生抵抗病害的一些化合物的能力。
　　近年来，我国研究人员在苹果上喷雾接种红麻炭疽病病菌，诱发苹果产生了对苹果炭疽病的抗病能力。还有利用瓜类利盘孢和尖孢镰刀菌分别对哈密瓜和棉花进行诱导免疫，结果使植物产生了对疫霉病和黄萎病的抵抗能力。
　　目前，科学家们还应用病毒、细菌、真菌及病原体和非病原体代谢物作为诱导因子，使烟草、梨、黄瓜、菜豆和马铃薯等作物获得了对病害的整体免疫能力。

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