导读

植物防御病原体和草食动物的方方面面都在这儿了，虽然太专业但也很有趣。期待大家通篇阅读。植物虽然缺乏一种与动物相媲美的免疫系统,但植物已经开发出一种令人惊叹的结构、化学和蛋白质防御体系。但植物要发挥这套结构、化学和蛋白质防御体系的功能，就需要健康的土壤给予支撑。

编译/陈能场（广东省生态环境技术研究所研究员、中国科协环境生态领域首席传播专家）

Freeman,B.C.andG.A.Beattie..AnOverviewofPlantDefensesagainstPathogensandHerbivores.ThePlantHealthInstructor.DOI:10./PHI-I---01

前言

植物是许许多多生物体的营养的丰富来源,包括细菌、真菌、原生生物、昆虫和脊椎动物。虽然缺乏一种与动物相媲美的免疫系统,但植物已经开发出一种令人惊叹的结构、化学和蛋白质防御体系,旨在检测入侵的有机体并在它们能够造成广泛损害之前阻止它们。人类几乎完全依靠植物来获得食物,植物提供许多重要的非食品产品,包括木材、染料、纺织品、药品、化妆品、肥皂、橡胶、塑料、墨水和工业化学品。为了保护我们的食物供应和开发高度抗病的植物物种,我们必须充分了解植物如何抵御病原体和食草动物。

本文介绍了植物病害的概念,并对高等植物中常见的几种防御机制进行了概述。对植物解剖进行了仔细的研究,以及一些有助于植物防御和抗病性的生态关系。特别注意说明日常生活中使用的产品是如何从植物在防御反应过程中产生的物质衍生出来的。

一、植物病害与抗病性

1.植物病原体:偷袭与蛮力

广义的定义,疾病是任何生理异常或严重扰乱的"正常"健康的植物。疾病可能是由生物(生物)的代理人,包括真菌和细菌,或由环境(非生命)因素,如营养缺乏、干旱、缺氧、过度的温度、紫外线辐射或污染造成的。为了保护自己免受 ,植物已经开发了各种各样的构成和诱导防御。本构成(连续)防御包括许多预制屏障,如细胞壁、蜡质表皮角质层和树皮。这些物质不仅保护植物免受入侵,还赋予植物强度和硬度。除了预制的屏障,几乎所有活的植物细胞都有能力检测入侵的病原体和反应的诱导防御,包括生产有*化学品,病原体降解酶和蓄意细胞 。植物通常等到病原体被发现,然后再生产有*化学物质或防御相关的蛋白质,因为他们的生产和维护所需的高能量成本和营养要求。

许多植物病原体的行为就像"无声窃贼",他们想把钱锁在银行金库里。这些窃贼使用专门设计的工具来禁用银行的安全系统,并在未检测到的情况下解锁存储库。类似地,许多病原体与寄主建立了亲密的联系,以抑制植物的防御,促进养分的释放。病原体使宿主存活并以活植物组织为食,称为活体营养型（活养寄生物）。活体营养型病原体的例子包括白粉病菌（Botrytiscinerea）和水稻病原菌枯。其他的病原体诉诸蛮力,如小偷爆炸打开一个银行金库与炸药。这些病原体往往产生*素或组织降解酶,压倒植物的防御和促进养分的快速释放。这些病原体被称为死体营养型（necrotrophs）,其中包括灰色霉菌灰霉病菌和细菌软腐病胡萝卜软腐欧文氏菌（Erwiniacarotovora）。有些病原体在感染初期活体营养型,但在疾病后期死体营养型。这些病原体被称为半活体寄生物（注：或称为兼性腐生物facultativesaprophyte）,包括稻瘟病菌,水稻稻瘟病病的致病剂。

图1.枫树叶上的白粉病

图2.水稻叶片稻瘟病

图3.马铃薯块茎黑胫软腐病菌

大多数活体营养型和半活体寄生物病原体只能在相对较小的寄主植物群中引起疾病,因为每种宿主-病原体相互作用所需的专门基因和分子机制稍有不同。寄主范围是指病原体能够致病的植物种类，例如,雀花叶病*(BMV)感染如大麦一类的草类,但不是豆类。在感染病原体存在但不显示疾病的植物物种被称为非寄主植物。在任何植物上不会引起疾病的生物体,如腐生细菌类假单胞菌恶臭（Pseudomonasputida）,称为非病原菌。

当病原体能够在某一寄主物种上致病时,有两个可能的结果:相容反应（







































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