植物的防御系统|植物为了避免被吃的下场都有哪些自动防御

A. 植物的防御武器是怎么回事

全世界已经知道的植物有40万种。尽管它们随时面临着微生物、动物和人类的欺凌，却仍然生长得郁郁葱葱、生机勃勃，生活在地球上的每一个角落。植物虽然是一些花草树木，但也有一套保护自己的方法和防御武器。我们到野外旅游的时候，总有一种感受，就是在进入灌木丛或草地时，要注意别让植物的刺扎了。北方山区酸枣树长的刺就挺厉害。酸枣树长刺是为了保护自己，免遭动物的侵害。别的植物长刺也是这个目的。就拿仙人掌或仙人球来说吧，它们的老家本来在沙漠里，由于那里干旱少雨，它的叶子退化了，身体里贮存了很多水分，外面长了许多硬刺。如果没有这些刺，沙漠里的动物为了解渴，就会毫无顾忌地把仙人掌或仙人球吃了。有了这些硬刺，动物们就不敢碰它们啦。田野里的庄稼也是这样，稻谷成熟的时候，它的芒刺就会变得更加坚硬、锋利，使麻雀闻到稻香也不敢轻易地啄它一口，连满身披甲的甲虫也望而生畏。植物的刺长得最繁密的地方往往是身体最幼嫩的部分，它长在昆虫大量繁殖之前，以抵御它们的伤害。抗虫小麦和红叶棉身上的刚毛让害虫寸步难行，无法进入花蕾掠夺。在非洲的卡拉哈利沙漠地带，生长着一种带刺的南瓜，当它受到动物侵犯的时候，它的刺就会插进来犯者的身上，因此许多飞禽走兽见到它，就自动躲开了。植物身上长的刺就像古代军队使用的刀剑一样，是一种原始的防御武器。比起它们来，蝎子草的武器就先进多了。这是一种荨麻科植物，生长在比较潮湿和荫凉的地方。蝎子草也长刺，但它的刺非常特殊，刺是空心的，里面有一种毒液，如果人或动物碰上，刺就会自动断裂，把毒液注入人或动物的皮肤里，会引起皮肤发炎或瘙痒。这样一来，野生动物就不敢侵犯它们了。植物体内的有毒物质，是植物世界最厉害的防御武器。龙舌兰属植物含有一种类固醇，动物吃了以后，会使它的红血球破裂，死于非命。夹竹桃含有一种肌肉松弛剂，别说昆虫和鸟吃了它，就是人畜吃了也性命难保。毒芹是一种伞形科植物，它的种子里含有生物碱，动物吃了，在几小时以内就会暴死。另外，乌头的嫩叶、藜芦的嫩叶也有很大的毒性，如果牛羊吃了，也会中毒而死，有趣的是，牛羊见了它们就会躲得远远的。巴豆的全身都有毒，种子含有的巴豆素毒性更大，吃了以后会引起呕吐、拉肚子，甚至休克。有一种叫“红杉”的土豆，含有毒素，叶蝉咬上一口，就会丧命。有的植物虽然也含有生物碱，但只是味道不好，尝过苦头的食草动物就不敢再吃它了。它们使用的是一种威力轻微的化学武器，是纯防御性质的。为了抵御病菌、昆虫和鸟类的袭击，一些植物长出了各种奇妙的器官，就像我们人类的装甲一样。比如蕃茄和苹果，它们就用增厚角质层的办法，来抵抗细菌的侵害。小麦的叶片表面长出一层蜡质，锈菌就危害不了它了。抗虫玉米的装甲更先进，它的苞叶能紧紧裹住果穗，把害虫关在里面，叫它们互相残杀，弱肉强食，或者把害虫赶到花丝，让它们服毒自尽。有的植物还拥有更先进的生物化学武器。它们体内含有各种特殊的生化物质，像蜕皮激素、抗蜕皮激素、抗保幼激素、性外激素什么的。昆虫吃了以后，会引起发育异常，不该蜕皮的，蜕了皮，该蜕皮的，却蜕不了皮。有的则干脆失去了繁殖能力。20多年来，科学家曾对1300多种植物进行了研究，发现其中有200多种植物含有蜕皮激素。由此可见，植物世界早就知道使用生物武器了。古代人打仗的时候，为了防止敌人进攻，就在城外挖一条护城河。有一种叫“续断”的植物，也知道使用这种防御办法。它的叶子是对生的，但叶基部分扩大相连，从外表上看，它的茎好像是从两片相接的叶子中穿出来的一样，在它两片叶子相接的地方形成一条沟，等下雨的时候，里面可以存一些水。这样一来，就成了一条护城河，如果害虫沿着茎爬上来偷袭，就会被淹死，从而保护了续断上部的花和果。军事强国正在研制的非致命武器中，有一种特殊的黏胶剂，把它洒在机场上，可以使敌人的飞机起飞不了；把它洒在铁路上，可以使敌人的火车寸步难行；把它洒在公路上，可以使敌人的坦克和各种军车开不起来，可以达到兵不血刃的效果。让人惊奇的是，有一种叫霍麦的植物，也会使用这种先进武器。这种植物特别像石竹花，当你用手拔它的时候，会感到黏糊糊的。原来在它的节间表面，能分泌出一种黏液，就像涂上了胶水一样。它可以防止昆虫沿着茎爬上去危害霍麦上部的叶和花。当虫子爬到有黏液的地方，就会被黏得动弹不了，不少害虫还丧了命。有趣的是，在这场植物与动物的战争中，在植物拥有各种防御武器的同时，动物也相应地发展了自己的解毒能力，用来对付植物。像有些昆虫，就能毫无顾忌地大吃一些有毒植物。当昆虫的抗毒能力增强了的时候，又会促使植物发展更大威力更强烈的化学武器。这些植物是怎样知道制造、使用和发展自己的防御武器的？它们又是怎样合成这些防御武器的呢？目前科学家还没有一个定论。

B. 植物有免疫系统吗

对于人体有两种类型的免疫，一种叫做特异性免疫，就是抗原抗体之间的结合回或免疫T淋巴答细胞对具有特定抗原的微生物的攻击等。还有一种叫做非特异性免疫，例如皮肤对人体的保护，外分泌腺分泌的液体对外来物质的吸附等等。可以肯定地说植物没有特异性免疫系统，因为植物没有淋巴细胞；但对于非特异性免疫来说，植物是具备的，例如树皮、树胶等实际上都具有一定的非特异性免疫功能。

C. 植物为了避免被吃的下场，都有哪些自动防御

虽然人类认为植物是没有思想的东西，但其实植物千百年来为了进化，也做出了很多趋利避害的改变，从而避免被天敌吃掉，具体的可以看一看以下这几个例子。

从这些植物的自卫方式上就能看出来，其实大部分的植物能够活下来，不能说是待命等死，相反它们进化出了能够保护自己的特点。家里有小孩的朋友，千万要教育好孩子，出去了不能乱往嘴里塞植物。

D. 植物有免疫系统么

对于多年生的生物来说，理想的免疫系统是高特异性、自体忍耐性和免疫记忆性。然而植物缺乏专一移动的免疫细胞，每一个植物细胞都被认为是能够开展有效的免疫反应。植物通过感知来识别“非我”分子，通常采用两套策略来启动防卫反应抵抗外来微生物入侵者。第一套策略是基于胞外跨膜受体（PRRs）识别微生物相关的保守分子（PAMPs），如植物细胞的PRRs检测到病原的PAMPs（如脂多糖，肽聚糖和细菌鞭毛）时，激活寄主防御系统，产生胼胝质沉积（葡聚糖高分子）加强植物细胞壁来阻止病原入侵，阻止大多数微生物的定植，这个过程被称为病原物相关分子模式触发的免疫（PAMP-triggered immunity，PTI）。PTI除了诱发胼胝质沉积抗病特征外，还可以激活植物其它一系列抗病反应，如激酶的活化、PR-蛋白的表达以及小RNA的合成等，从而阻止环境中绝大部分病原菌的入侵。植物抵抗外来微生物入侵的第二套策略：效应子触发免疫（Effector-Triggered Immunity，ETI）。R蛋白是一类植物与病原微生物共同进化形成的高度敏感的免疫受体，是R 基因编码的产物。这种由R基因介导的抗性常常为“基因对基因”的抗病性(Gene-for-gene resistance)，与传统的植物垂直抗性（Horizontal Disease Resistance）相对应。

E. 什么是植物的抗氧化系统

植物体内存在来着一套负责自清除活性氧产生的抗氧化系统。在植物正常生长情况下,它使活性氧的产生和清除处于动态平衡状态。在逆境条件下,体内抗氧化系统清除活性氧能力下降,这种平衡被打破。综述了植物叶片内存在的抗氧化系统及其防御机制,重点论述了植物叶片抗氧化系统对干旱、低温、重金属等逆境胁迫的响应。并基于以上研究提出了一些需要进一步研究的问题。这个只是一部分，下面的网站踩是全文。http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZNTB200701024.htm

F. 植物的重要防卫反应有哪些

1.活性氧

在许多植物的系统抗病性表达中都发现有活性氧的积累。活性氧可以充当信号分子，在病原物侵袭后传递信号，使植物产生一系列的防卫反应。不仅病原菌接种，而且利用水杨酸、2，6-二氯异烟酸（INA）、寡糖以及其他诱抗剂进行诱导处理，都有活性氧迸发。活性氧是通过直接或间接调解过氧化氢酶（CAT）的活性来诱导植物产生抗病性的。低浓度H2O2可诱导防卫反应基因的表达，高浓度H2O2可诱导细胞过敏性死亡。

2.植物细胞壁类似物质

细胞壁是植物与病原菌之间的结构屏障。受到病原菌的侵染后，植物细胞壁的内侧或外侧表面沉积新生细胞壁类似物质。在病原菌即将侵入时，侵染位点下方植物细胞质迅速聚集，其中包括细胞核、内质网、线粒体、高尔基体等细胞器，并产生胼胝质（callose）沉积，导致细胞壁增厚。

3.细胞壁木质化和木栓化

木质化作用（lignification）是在细胞壁、胞间层和细胞质等不同部位产生和积累木质素的过程。系统获得抗病性表达伴随木质素增多。木质素沉积有多方面的防卫作用，可以增强细胞壁机械强度，抵抗病原菌水解酶的作用。木质素的前体物质对病原菌具有毒性，还可结合到细胞壁上，使之更加坚硬，阻止病原菌穿透或阻止病原菌对水分和养分的吸收。

木栓化（suberization）是另一类常见的细胞壁防卫反应。病原菌的侵染和伤害都能诱导木栓质在细胞壁原纤维间的积累，木栓化常伴随植物细胞重新分配和保护组织的形成，用以替代已受到损伤的角质层和栓化周皮等原有的透性屏障。木栓化也能增强细胞壁对真菌的抵抗能力。在侵染点处形成的周皮结构可限制病原物生长。

4.发病相关蛋白

植物的发病相关蛋白（PR蛋白）是在受到病原物侵染后积累的植物蛋白。在挑战接种后表现抗病性的叶片，同样有发病相关蛋白积累，但这种蛋白质并不是从诱导接种叶片输送而来的。系统诱导的发病相关蛋白又称为系统获得抗病性蛋白，其编码基因称为系统获得抗病性基因。在多数试验中，系统获得抗病性蛋白的表达量与诱导抗病性程度呈正相关。发病相关蛋白的积累可以作为植物处于诱导状态的标记。

系统获得抗病性蛋白的特点和表达水平因植物种类不同而异。在烟草和拟南芥中以胞外的PR-1为主，PR-1是系统获得抗病性的标志蛋白。在黄瓜中PR-8（几丁质酶）强烈表达。用TMV诱导接种后，发病相关蛋白在未接种叶片中的表达量，仅为发生过敏性反应叶片的5%～10%。

发病相关蛋白是一类胁迫蛋白，不仅作为病原物侵染的反应而产生，而且一些化合物，包括水杨酸和其他抗病性诱导剂，也能诱导它的产生。与其他类型的胁迫蛋白不同，它们可以在植物组织中积累到易于检测的水平，可占叶片可溶性蛋白总量的1%。许多发病相关蛋白的具体功能不明，有些已知发病相关蛋白具有抗菌活性。几丁质酶（PR-2）和葡聚糖酶（PR-3）作用于真菌细胞壁，PR-8家族可抑制细菌。PR-9为过氧化物酶，参与木质素合成和强化细胞壁。PR-1和PR-5都能被强烈诱导，可能影响细胞膜，但具体作用尚不了解。诱导产生的发病相关蛋白大多数是酸性蛋白质，分泌于叶片细胞间隙。

碱性发病相关蛋白存在于液泡中，含量很低，除可被侵染诱导外，在叶、根、花器中的表达还具有组织专化性和受发育控制。很可能在被诱导的植物中，细胞间蛋白质的积累构成了针对挑战病原菌的第一道防线，若防卫失败，组织被破坏，则液泡发病相关蛋白的作用被启动，成为第二道防线。几种发病相关蛋白的共同表达可能对广谱抗病性的产生是必不可少的。

尽管常见发病相关蛋白仅对真菌有抑菌作用，不能直接抑制病毒和细菌，但对病毒的诱导抗病性，仍有发病相关蛋白表达，这证明发病相关蛋白另有作用，有人发现病毒诱导的发病相关蛋白中包含病毒复制抑制因子IVF。

5.植保素

植保素积累是系统获得抗病性防卫反应之一。

G. 植物有没有免疫系统

现代研究结果表明，植物经过长期的进化，也逐步发展了类似动物的“免疫系统”以抵制自然界的侵害。长期以来，人们在防治植物病虫害的过程中，较多地注意了病原物的浸染问题，因而大量使用化学农药，由此造成的环境污染已经直接危及人类的健康，成为全球普遍关注的问题。其实，植物在长期的演化过程中，形成了许多同病原物作斗争的特性，其中就包括植物自身的免疫性。植物同动物一样，也有免疫系统，刺激植物的免疫系统，引发免疫反应，同样能使植物对病虫害产生抗性。利用植物的免疫性防治病虫害，这是当前植物病虫害防治研究中的一个新的紧迫的课题。 在自然状态下，植物是如何防御病虫害的呢？根据观察研究得知：植物防御病虫害主要做出三步反应：发现入侵病原物；杀死入侵病原物；将入侵病原物的信息储存，以便再次遇到侵袭时做出反应。因此，传统的免疫方法是用少量诱导因子“接种”到植物体上，使植株整体对病虫害产生较强的免疫力，以抵抗各种病症的发生。诱导因子有多种，如病原体的非致病性生理种及代谢产物等，将其直接喷洒到植物叶片的表面，或浇其根，或注射到基部，都可诱导植株免疫，对同一种植物来说，诱导因子有多种，诱导产生的抗生具有一定的广谱性。 利用这种免疫方法，美国库茨等人用瓜类的刺盘孢和烟草坏死病毒诱导黄瓜免疫获得成功，使黄瓜同时对黑茎病、茎腐病、花叶病和角斑病等10余种病毒产生抗性。单一的诱导可使植株免疫4－6周，若再经过一次强化诱导，免疫效应可延续到开花坐果期。我国新疆大学生物系主持的“甜瓜抗病免疫诱导研究”获得进展，并通过了自治区科委的鉴定，该成果丰富和充实了植物免疫诱导抗病性理论，在国内外首次提出了新疆甜瓜诱导抗病可借鉴的工艺模式和技术体系，揭示了利用生物因子和非生物因子诱导植物抗病性和生理化与调控机制，开创了人工诱导新疆甜瓜抗病的新途径。目前，在寄主——病原菌单一的免疫中，已在烟草、黄瓜、甜瓜、菜豆、马铃薯、小麦和苹果等100多种作物中获得成功。 植物的免疫能力还与“防御基因”有关。最新研究结果表明，植物受害虫损伤后能产生报警信号，以此激活植物体内的“防御基因”，提高植物的自身的抗性及免疫能力，这在番茄的研究中最具有典型性，害虫损伤番茄叶之后，叶上的细胞壁释放出一种类激素因子，该物质通过细胞组织扩散到茎和其它叶片，启动蛋白酶抑制剂的基因，开始高效合成蛋白酶抑制剂，并在茎叶中迅速积累，以对付害虫的再次侵袭。蛋白酶抑制剂不仅对害虫产生的消化酶有抑制作用，而且对病菌产生的蛋白酶也有抑制作用。 日臻完善的基因工程与植物免疫相结合，赋予了植物较强的免疫能力，1987年，英国科学家将豇豆的胰蛋白酶抑制剂基因导入烟草，首战告捷。1992年，美国Ryan实验室分别将番茄蛋白酶抑制剂和马铃薯蛋白酶抑制剂基因转入烟草获得成功，害虫只要取食，就会有来无回，转蛋白酶抑制剂基因植物的研究空前活跃，为世界各大生物技术公司所瞩目。美国Biotechnica公司计划将豇豆胰蛋白酶抑制剂基因导入玉米，以对付异常猖獗的欧洲玉米螟，并将其应用于大豆、小麦等作物，该技术已于近年进入田间实验。美国的Monsanto和Cafgene等公司也正在将该抑制剂基因导入棉花，希望获得对棉铃虫有较强免疫能力的“工程棉花”。据报道，美国康奈尔大学的史蒂芬·坦克斯莱博士及其同事，在番茄里发现了一种能够抗御细菌性烂斑的基因，这一发现有助于使许多作物病虫害产生免疫能力，增产增收，提高作物的品质。

H. 植物有免疫功能吗

植物在长期的进化过程中，形成了许多抵抗病原和昆虫的能力，大量试验证明，植物与动物一样，也有免疫能力，刺激或强化植物的免疫系统，就可以提高植物对病虫害的抗性。

植物免疫功能的产生，可以通过接种免疫、基因免疫和激活免疫的途径产生。

在自然状态下，植物防御病虫害主要做了三步反应：发现入侵病原物；杀死入侵病原物；将入侵病原物的信息储存，以便再次遇到侵袭时做出反应。因此，传统的免疫方法是用少量的诱导因子接种到植物体上，使植株整体对病虫害产生较强的免疫能力，以抵抗各种病症的发生。德国与日本专家一起，从引起水稻枯萎病的真菌中培育出一种信号分子，并将这种信号分子接种到水稻叶片上，增强了水稻抵抗枯萎病的能力。

1981年，舞毒蛾的幼虫在美国东部蔓延，这里1000万英亩 *1英亩≈4.04703平方米。

橡树林的树叶食光。但是，到第二年这里的舞毒蛾自行销声匿迹，橡树林又重新郁郁葱葱。这是因为舞毒蛾咬食橡树之前，橡树叶中含有极少的单宁酸，舞毒蛾吃进这种树叶后，变得食欲减退，行动呆滞，最后自行消失。这就是橡树依靠自身的基因免疫力，战胜了舞毒蛾。

植物体内有一种抗性基因，抗性基因能识别一种特殊的传染病。有一种烟草能识别来源于烟草花叶病病毒蛋白质的抗性基因，它一旦识别出病毒蛋白质，便立即做出反应，即“指挥”邻近细胞自杀，使病毒失去食物来源；死亡区以外的细胞立即产生诸如聚合木素和碳氢愈伤葡萄糖的化合物，加厚细胞壁，隔离病菌，防止继续侵袭其他健康的细胞。同时，在病毒侵袭部位产生大量的抗菌素，直接抑制病毒的生长。植物抗菌素的分子量低，通常为亲脂性物质，是植物次生代谢的产物，数量极少，具有生物特异性。目前研究证实，在17个科中含有抗菌素，并且同一科的植物所具有的抗菌素有明显的相似性。为此，通过用能够激活抗性基因的化合物注射或喷洒植物，可以使植物获得免疫能力。水杨酸是公认的能激活植物抗性基因的有效物质。查伯?盖克确认，水杨酸是触发抗性基因的报警信号，当给植物喷洒水杨酸之后，其抗性基因被激活，从而对病虫害产生广泛的抗性。

植物在长期的进化过程中，在大自然和各种病虫害的选择压力下，形成了形式多样的防御系统，这是大自然赋予植物的生存绝招。长期以来，人们在防治病虫害的过程中大量使用农药而造成的环境污染已直接危及人类健康。利用植物的免疫性防治病虫害和开发绿色食品，是当前有机农业和绿色食品研究中的一个新课题。