第七章 植物和病原菌之间的生化关系1

4、木材中的抗菌化合物
许多树木的心材部分往往对自然腐烂有很强的抵 抗能力，从其中有抗菌作用的酚类和萜类等化合物， 这些物质在防止真菌侵染中有着重要作用。 从欧洲赤松中分离出来的赤松素，从北美香柏中 分离的北美香柏素等也有很高的抗菌活性。西非的 门松因其木材不易腐烂，常用于制作家具，其中含 有多个倍半萜邻醌类化合物如门醌，对真菌是有活 性的。
孢子是植物所产生的一种有繁殖或休眠作用 的细胞，能直接发育成新个体。孢子一般微小， 单细胞。由于它的性状不同，发生过程和结构的 差异而有种种名称。 植物通过无性生殖产生的孢子叫“无性孢 子”，如分生孢子、孢囊孢子、游动孢子等；通 过有性生殖产生的孢子叫“有性孢子”，如接合 孢子、卵孢子、子囊孢子等；直接由营养细胞通 过细胞壁加厚和积贮养料而能抵抗不良环境条件 的孢子叫“厚垣孢子”、“休眠孢子”等。 孢子有性别差异时，两性孢子有同形和异形 之分。前者大小相同；后者在大小上有区别，分 别称大、小孢子，并分别发育成雌、雄配子体， 这在高等植物较为多见。
诱导抗毒素的微量渗出技术
通常用薄层层析方法鉴定植物抗毒素的存在。 把有菌的液滴和对照的液滴点样在层析板上，层 析后在板面上喷撒菌液。在25—30℃的条件下培 养5天后，在有植物抗毒素存在的地方，真菌受到 了抑制而呈白斑，无抗毒素存在的则布满了真菌。 还可在层析后喷撒鉴定性试剂，以初步鉴定抗 毒素是属于哪一类化合物。如用重氮硝基苯胺鉴 定酚类化合物，有其存在的地方则呈橘红色斑点。 若收集实验液滴并加以分离，就可以得到纯净的 植物抗毒素。
Ward等人发现马铃薯晚疫病病菌在体外对 辣椒素特别敏感。 用从胡椒提取来的辣椒素防治马铃薯晚疫 病病菌对番茄的侵染。在有3—4个展开叶片的 番茄苗上喷洒病菌孢子液，1.5h后再喷洒不同 浓度的辣椒素，72h病斑清晰可见而又末互相 愈合，统计3个叶片上的病斑总数。 对照病斑数为135.0个，辣椒素浓度为 5.0×10-4 mol/L为16.6个,2.5×10-3 mol/L仅有1 个，抑制效果是很明显的。
二、植物抗毒素
1、抗毒素的概念 植物抗毒素是寄主和病原菌两种活的体 系相互作用产生的抗菌性物质，是一种抑 制植物致病性病原菌生长的物质。 植物抗毒素是植物体被病原菌侵染后新产 生的抗菌物质，用以对抗病原菌的侵染， 而在健康组织里基本上测不到。
2、植物抗毒素的诱导和测定
在离体的干净的叶片上滴加数滴含有病原 菌孢子的液滴，放于水培缸中的水面上，给以光 照相合适的温度，数h后，孢子萌发并生长出芽 管。当芽管侵入叶片的细胞时，植物立即作出反 应，迅速合成了自己特有的抗毒素，并把它“推” 出叶面。数h后，就能在液滴中测得它的存在。 48—72h达到最大值。以水滴作对照的叶片则不 产生植物抗毒素。
但是，至今在植物抗毒素研究领域里， 有关实际应用的报道并不多，同时，除研 究较多的是豆科植物和茄科植物外，对其 他类群的植物研究得还不多，还不能确定 植物抗毒素的产生是不是高等植物的一个 普遍机制，因而，也还不能对植物界产生 植物抗毒素的情况作较全面的估计。
真菌:很微小，和细菌有着本质的区别，有真正的细胞
核和完整的细胞器，称真核细胞型微生物。真菌有十 万多种，约300种能引起人或动物感染。很多真菌对 人类是有益的，如面粉发酵，做酱油、醋、和霉豆腐 等用真菌来发酵。工业上许多酶制剂、农业上的饲料 发酵都离不开真菌。许多真菌还可食用，如蘑菇、银 耳等。真菌是宝贵的医药，有的可以用于生产抗生素 和维生素以及酶类；有的用于医治疾病，如中药马勃、 茯苓、虫草等。
棉花中含有的棉酚也有抗菌活性，在对半知 菌纲的黄萎病的抗性品种中，根中棉酚的含量高 于感性品种。棉花的棉铃也能向外分泌一些物质， 其中的棉酚和单宁有很强的抑菌活性，也能阻止 炭俎病等病原菌对棉铃的浸染。
2、黄酮类化合物
黄酮类是酚类化合物中的一个特殊类群。豆科 羽扇豆属的叶内或叶表面含有几种有抗菌活性的 黄酮类化合物，在有菌或无菌的液滴中都含有同 样的量，一种是黄羽扇酮，另一种是它的脱氧衍 生物。这两种化合物在叶面的水膜中含量相当高， 足以抑制孢子的发芽和苗丝的生长。
细菌:仅有原始核结构，无核膜和核仁，细胞器很少， 属于原核细胞型微生物。 病毒：没有细胞结构，属于原生微生物。
3、豆科植物的抗毒素
4、茄科植物的植物抗毒素
1）马铃薯
日齐素
2）辣椒
留宾素 3）烟草
茄歪惕酮
辣椒素
羟基甲氧香豆素
5、抗毒素的应用前景和不足
实验证明很多植物抗毒素具有抑菌作用， 有时一种植物产生的抗毒素，能更有效地 抑制病原菌对另种植物的侵染，这样抗毒 素也可直接用做抑菌剂，以对不同植物提 供交叉保护。
病毒:比细菌小得多，整个身体仅由核酸和蛋白 质外壳构成，连细胞壁也没有。蛋白质外壳决定病 毒的形状，有的呈杆状、线状，有的像小球、鸭蛋、 炮弹，还有的像蝌蚪。 病毒必须在活细胞中过寄生 生活，因此各种生物的细胞便成为病毒的“家”。 寄生在人或其他动物身上的病毒称为动物病毒， 人类的天花、肝炎、流行性感冒、麻疹等疾病，动 物的鸡瘟、口蹄疫等，都是因为病毒寄生于人体及 畜禽细胞而引起的。寄生在植物体上的叫植物病毒， 烟草花叶病、大白菜的孤丁病、马铃薯的退化病等 等都是由植物病毒引起的。寄生在昆虫体上的病毒 是昆虫病毒。一类病毒生活在细菌体内，以菌为食， 称为噬菌体，是细菌病毒。
柑橘和柠檬叶中的抗菌物质也是黄酮类化 合韧。如柑橘中的六甲氧黄酮在叶中有足够数 量，对病原菌也有一定的抑制作用。
3、其他结构的化合物
燕麦根中含有4个五环三萜化合物燕麦素， 能有效地抑制禾顶囊壳小麦变种和燕麦镰孢 等病原菌的侵染。
小檗碱是小檗科十大功劳根中的一种成分， 能抵抗多主瘤梗Βιβλιοθήκη Baidu的侵染。 蚕豆的蚕豆酮是炔类 化合物，对一些真菌有很高的抗菌活性。
第七章 植物和病原菌之间的生化关系
第一节 植物抗病的生化基础
一、植物体内原有的抗菌物质 1、酚类化合物 洋葱的外层鳞片中含有的儿 茶酚和原儿茶酸有明显的抗菌 效应。这两种水溶性化合物能 有效地阻止落到洋葱上的洋葱 炭俎病病原菌的葱刺盘孢孢子 的发芽。如把外层鳞片剥掉、 内层鲜鳞片就很容易被病原菌 浸染。
1）除真菌外，其他生物如细菌、病毒和线虫 等的侵染，能诱导植物产生植物抗毒素。 2）植物受到某些外界刺激，如机械损伤、紫 外光照射和温度改变等，能诱发生成植物抗 毒素。 3)许多结构完全不同的化合物，如细胞色素、 蝎子毒液、乙烯和重金属盐等作用于植物能 诱发产生抗毒素。 总之，生物或非生物因素，通过各种方 式损伤了植物的细胞，扰乱了其正常的生命 活动，都能诱发植物合成抗毒素。