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植物的抗病性
编辑:郭海滨   出处:南京农业大学杂草研究室   时间:2009-7-31 1:31:27

1.植物抗病性有不同的分类办法,你认为哪种办法最能反映抗病性的本质?
 
    植物抗病性是指植物避免、中止或阻滞病原物侵入与扩展,减轻发病和损失程度的一类特性。抗病性是植物普遍存在的、相对的性状,可以根据不同的目的,利用不同的标准区分为不同的类型。按照寄主抗病的机制不同,可将抗病性区分为主动抗病性和被动抗病性;根据寄主品种与病原物小种之间有无特异性相互作用,可区分为小种专化性抗病性和非小种专化性抗病性;根据抗病性的遗传方式,可区分为主效基因抗病性和微效基因抗病性;根据抗病性表达的病程阶段不同,又可区分为抗接触(避病)、抗侵入、抗扩展、抗损失(耐病)和抗再侵染。
 
    通常认为按照寄主抗病的机制不同,将抗病性区分为主动抗病性和被动抗病性最能反映抗病性的本质。
 
2.举例说明植物被病原物侵染后所发生的主要生理变化。
 
    植物被各类病原物侵染后,发生一系列具有共同特点的生理变化。植物细胞的细胞膜透性改变和电解质渗漏是侵染初期重要的生理病变,继而出现呼吸作用、光合作用、核酸和蛋白质、酚类物质、水分生理以及其它方面的变化。研究病植物的生理病变对了解寄主—病原物的相互关系有重要意义。
 
    例如,小麦感病品种被条锈菌侵染的初期,病株光呼吸强度和暗呼吸强度略有降低,显症后则明显上升,产孢盛期达到高峰,发病末期减弱乃至停止呼吸。小麦感病品种接种条锈菌后净光合速率持续降低,显症和产孢以后剧烈下降,降幅可达健株正常值的50%左右。烟草花叶病毒(TMV)侵染寄主后,由于病毒基因组的复制,寄主体内病毒RNA含量增高,寄主RNA,特别是叶绿体rRNA的合成受抑制,因而引起严重的黄化症状。在细菌病害方面,由根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)侵染所引起的植物肿瘤组织中,细胞分裂加速,DNA显著增多,并且还产生了健康植物组织中所没有的冠瘿碱一类的氨基酸衍生物。
 
3.试比较植物被动抗病性因素与主动抗病性因素的异同。
 
    植物的抗病机制是多因素的,有先天具有的被动抗病性因素,也有病原物侵染引发的主动抗病性因素。
植物被动抗病的物理因素是植物固有的形态结构特征,它们主要以其机械坚韧性和对病原物酶作用的稳定性而抵抗病原物的侵入和扩展。表达被动抗病性的植物具有多种类型的化学抗病因素,可能含有天然抗菌物质,或能够抑制病原菌某些酶的物质,也可能缺乏病原物寄生和致病所必需的重要化学成分。
 
    病原物侵染引起的植物代谢变化,导致亚细胞、细胞或组织水平的形态和结构改变,产生了物理的主动抗病性因素。抗病物理因素可能将病原物的侵染局限在细胞壁、单个细胞或局部组织中。化学的主动抗病性因素主要有过敏性坏死反应、植物保卫素形成和植物对毒素的降解作用等,研究这些因素不论在植物病理学理论上或抗病育种的实践中都有重要意义。
 
4.为什么说植物保卫素是重要的主动抗病性因素?
 
    植物保卫素(phytoalexin)是植物受到病原物侵染后或受到多种生理的、物理的刺激后所产生或积累的一类低分子量抗菌性次生代谢产物。植物保卫素对真菌的毒性较强。有人用马铃薯晚疫病菌非亲和性小种接种抗病马铃薯品种块茎的切片,诱导出过敏性坏死反应,间隔一定时间后即使再按种亲和性小种,也不能引起侵染。据此推测顶先按种非亲和性小种诱导马铃薯切片产生并扩散出一种抗菌物质,从而提出了植物保卫素假说。现在已知21科100种以上的植物产生植物保卫素,豆科、茄科、锦葵科、菊科和旋花科植物产生的植物保卫素最多。90多种植物保卫素的化学结构已被确定,其中多数为类异黄酮和类萜化合物。类异黄酮植物保卫素主要由豆科植物产生,例如豌豆的豌豆素(pisatin)、菜豆的菜豆素(phaseollin)、基维酮(kievitone),大豆、苜蓿和三叶草等产生的大豆素(glyceollin)等。类萜植物保卫素主要由茄科植物产生,例如马铃薯块茎产生的日齐素(rishitin)、块茎防疫素(phytuberin),甜椒产生的甜椒醇(capsidiol)等。
 
5.试说明诱发抗病性的特点和可能的机制。
 
    诱发抗病性(诱导抗病性)是植物经各种生物预先接种后或受到化学因子、物理因子处理后所产生的抗病性,也称为获得抗病性(acquired resistance)。显然,诱发抗病性是一种针对病原物再侵染的抗病性。
 
    在植物病毒学的研究中,人们早已发现病毒近缘株系间有“交互保护作用”。当植物寄主接种弱毒株系后,再第二次接种同一种病毒的强毒株系,则寄主抵抗强毒株系,症状减轻,病毒复制受到抑制。在类似的实验中,人们把第一次接种称为“诱发接种”(inducing inoculation),把第二次接种称为“挑战接种”(challenge inoculation)。后来证实这种诱发抗病性现象是普遍存在的,不仅同一病原物的不同株系和小种交互接种能使植物发生诱发抗病性,而且不同种类、不同类群的微生物交互接种也能使植物产生诱发抗病性。不仅如此,热力、超声波或药物处理致死的微生物、由微生物和植物提取的物质(葡聚糖、糖蛋白、脂多糖、脱乙酰几丁质等),甚至机械损伤等在一定条件下均能诱发抗病性。诱发抗病性有两种类型,即局部诱发抗病性和系统诱发抗病性。局部诱发抗病性(local induced resistance)只表现在诱发接种部位。系统诱发抗病性(systemic induced resistance)是在接种植株未行诱发接种的部位和器官所表现的抗病性。

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