2024-02-17 03:08

详细描述植物的“次生代谢产物”

植物在生长过程中遇到任何胁迫时,它们都会激活次生代谢途径,形成维持自身生长和抵抗不利环境的物质。 它们在植物与植物、植物与微生物、植物与昆虫之间的关系中发挥着重要的化学生态功能。

植物之间的作用:德国科学家首先提出化感作用一词,指植物在生长发育过程中,向环境中释放特定的代谢物,改变其周围的微生态环境,影响周围的其他植物。 植物生长和发育,导致植物相互排斥或促进。

作物化感作用在制定可持续除草方法、设计合理的轮作序列、构建合理的作物复合群体等方面具有重要的应用价值。

具有化感作用的化学物质称为化感化合物,简称化感物质。

化感物质的成分大致可分为十几类:水溶性有机酸、直链醇、脂肪醛和酮、简单不饱和内酯、萘醌、蒽醌和复杂醌、简单酚、苯甲酸及其衍生物、肉桂酸及其衍生物、香豆素、黄酮类、单宁、萜类及类固醇、氨基酸及肽、生物碱及氰醇等。

(1)植物与病原菌的作用:病原微生物的入侵是危害植物生存的重要因素。 植物次生代谢产物在提高植物抗病性方面也发挥着关键作用。

根据作用机制的不同,我们可以将参与抗病性的次生代谢物分为三大类。

第一类是植物毒素和植物抗毒素,直接参与化学防御,可以抵抗疾病、昆虫和杂草。

第二大类是一些参与抗病性的信号分子,包括植物激素茉莉酸和水杨酸,以及最近发现的赖氨酸代谢物羟基吡啶甲酸,其在植物系统的获得性抗病性中发挥着重要作用。 等待。

第三类涉及植物的结构或物理防御,主要由大分子次生代谢产物组成,如角质、木栓质、木质素和类黑素等。 组成型高分子量次生代谢产物可以充当病原菌入侵的物理屏障。

(2)植物与昆虫的作用:害虫是严重影响作物产量和品质的重要因素。 植物可以通过体内养分含量的变化来降低对害虫的吸引力,而养分也可以参与防御反应,提高植物对害虫的抵抗力。

例如,单宁酸对象鼻虫有作用,多酚对果园倒尺蛾的发育或生长有抑制作用。 植物次生代谢产物具有抗虫作用,会对害虫的行为、取食、消化等产生有害影响。 作用是达到抵抗害虫的目的。

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例如肌少素对墨西哥棉铃虫有刺激作用,α-铁杉内酯和桑色素对茛苕小盆有刺激作用; 植物防御酶参与抗虫反应的发生,维持植物正常生长和代谢平衡,提高植物抗虫能力; 植物激素信号通路有助于植物防御基因的表达、防御反应的发生以及抗虫物质的产生,从而增强宿主植物的抗虫性。

此外,诱导性抗虫次生代谢产物也存在于植物界中。 挥发性异戊二烯已在节肢动物食草昆虫诱导的利马豆、玉米、黄瓜等 13 属 20 种作物中发现。 通过代谢途径合成的次生代谢物(例如烯烃和莽草酸)会吸引害虫的天敌,例如捕食者或拟寄生物。

(三)植物次生代谢产物与农作物(植物)营养品质和保健品质的关系:植物次生代谢产物如:白藜芦醇、黄酮类、多酚类、儿茶酚、胡萝卜素、叶黄素、番茄红素、皂苷、超氧化物歧化酶(SOD) )、维生素A、维生素C、维生素E等,这些物质与人体健康密切相关,被列为人体必需营养素。 萜类中的β-胡萝卜素、类黄酮或异黄酮等多种成分与人体健康密切相关。

植物次生代谢产物如生物碱、酚类、萜类、黄酮类等,可改善农产品的品质、色泽、外观,延长农产品的贮藏期; 如特殊氨基酸、芳香剂、类黄酮和适当的有机酸与糖和一些萜烯的比例与风味有关。

其他(与环境的关系)

抗应激(干旱、寒冷、热害、盐碱)抗灾气象物质:又称渗透物质或非生物因子,如:脯氨酸、甜菜碱生物碱、脱落酸、可溶性糖等。

激素类物质:共同参与和调节植物的生长发育和对环境的适应能力。 目前植物中已证实有九种内源激素:赤霉素、脱落酸、生长素、细胞分裂素、乙烯、油菜素类固醇、多胺、茉莉酸和水杨酸。

在逆境中发挥应激指挥作用的物质:各种逆境诱发的新蛋白质(或酶)的形成,统称为逆境蛋白。 包括:疾病过程相关蛋白、热休克蛋白、冷反应蛋白、耐盐相关蛋白等。

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