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他感作用

植物分泌的化学物质,对生长在一起的其他植物产生的化学抑制或促进作用。早在1832年,狄康多尔(De Candolle)就指出农作物连作减产的原因可能是由于根部分泌有毒物质。澳大利亚植物学家莫利休(H.Molisch)于1937年首先提出他感作用这一术语,又称植物毒素抑制作用。他感作用物质在高等植物之间,可直接起作用。

植物分泌的化学物质,对生长在一起的其他植物产生的化学抑制或促进作用。

早在1832年,狄康多尔(De Candolle)就指出农作物连作减产的原因可能是由于根部分泌有毒物质。澳大利亚植物学家莫利休(H.Molisch)于1937年首先提出他感作用这一术语,又称植物毒素抑制作用。他感作用物质在高等植物之间,可直接起作用。其他生物也会对植物产生的化学抑制物产生反应,如某些植物有毒物质可使昆虫或线虫远离而去,有时微生物也释放某些植物毒素,起着间接抑制作用。植物的化学分泌物除产生抑制作用外,也可起促进作用。如皂荚、白蜡、黑接骨木对云杉根的分布有利;合欢和澳大利亚桃金娘的根具有香味,对蚕豆和豌豆的伸长生长有促进作用。

他感作用抑制剂的组成成分,从简单的气体和脂族化合物到多环芳香化合物都有。如芥菜类植物所含有的芥菜油、异硫氰酸烯丙酯和β-苯乙基异硫氰酸;鼠尾草产生的挥发性单萜烯;果汁中含的一些酸类如苹果酸、柠檬酸;植物腐烂时产生的乙酸、丙酸、丁酸等都可抑制种子发芽;胡桃树(Juglansnigra)产生的5-羟萘醌对一些草本和木本作物有剧毒;苹果树根中产生的黄酮根皮苷,对苹果幼树产生毒害。植物代谢中产生的次生物质,如生物碱中的可卡因、咖啡碱等是有效的生物碱抑制剂。α-吡啶羧酸是一种微生物的生物碱,对植物有毒害作用。

植物分泌的毒素对植物的影响是多方面的,如燕麦根受到各种酚化合物的作用时,对钾离子吸收作用减小;水杨酸等酚化合物能改变细胞膜的渗透性,使根组织流出的钾离子增加;鼠尾草的挥发性萜可抑制黄瓜幼苗的有丝分裂;玉米根经胡桃醌处理一小时后,呼吸作用减弱90%以上,挥发性萜也可减弱燕麦和黄瓜线粒体呼吸作用,还有的植物毒素能影响蛋白质的合成或抑制种子发芽所需的关键酶等。

他感作用物质的产生与作用程度,取决于植物的生长环境、植物组织的年龄、品种等不同因素。光的性质、强度和持续照射时间对毒素的合成都是重要的调节因素。烟草受红光照射后产生的植物碱增多,长日照可以提高许多植物的酚酸和萜的含量。营养不良、土壤缺氧、干旱等不利条件会使某些植物的毒素抑制剂增加。某些黄瓜幼苗对杂草生长有抑制作用,而另一些不仅没有抑制作用,甚至还刺激杂草生长。

产生有毒物质,抑制邻近植物生长,这对植物似乎是一种理想的进化对策,他感作用机理的研究是现代生态学研究的活跃领域。在植物群落的演替中,这种有毒物质表现出重要作用。如先锋植物飞蓬的生长,抑制了它本身第二年的生长,从而加快了被紫菀所取代的速度。北美加州沙巴拉群落的演替,是在火与植物抗菌素的相互作用下进行的。有毒物质对消除侵入撂荒地的杂草起重要作用,如燕麦、大豆、向日葵和黄瓜的有毒物质可抑制栽培作物田间的杂草。

目前人们对有毒物质是如何起作用的,它的合成是植物代i射的最终产物,还是植物为某种特殊目的而合成的,它是代谢的副产物还是废物等问题尚有待进一步研究。生态学家、农学家、林学家们已认识到这是一种机制,可借助这种机制来调节植(作)物群落的密度,筛选出某些产生植物毒素抑制剂的植物,或诱发产生抑制剂,控制种子萌发,抑制杂草生长,为农业、林业服务。