植物大战病原菌

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  世间万物,有生就有死。生命的过程,实质上就是与死抗争的过程,尽管任何生命都最终难免一死,但却在这不屈的抗争中演绎着生命的灿烂和生存的价值——即便一向被人们视为无情无知的植物亦如此
  “如果有来生,要做一棵树,站成永恒,没有悲欢的姿势。一半在尘土里安详,一半在风里飞扬,一半洒落阴凉,一半沐浴阳光。非常沉默非常骄傲,从不依靠从不寻找。”三毛的文字,文青味十足,写尽了树的安详与恬静。可惜,树不是这么想的。
  表面是不动如山,内心却暗流汹涌。植物从扎根土壤的那一刻起,就处在不停的斗争中。先是自然条件的限制:气温低了,寒冻害;气温高了,热胁迫;雨水少了,旱;雨水多了,涝;好不容易挺过天气的影响,又要面对各种各样的病害:真菌、细菌、病毒,样样俱全……通常,植物在它的整个生命周期内都不可能生长在理想的条件下,而要遭受很多不利的条件,从而导致不同类型的胁迫。还好,虽然不能像动物一样能移动躲避,植物也不只是逆来顺受,任“菌”宰割,植物在漫长的进化过程中已锻炼出来自身的多种防御系统,可以对这些逆境奋起反击,这些系统中最重要的就是其自身免疫系统。
  免疫是抗体识别和排除抗原异物的一种保护性反应,人和动物的免疫系统在上世纪初就被科学家发现,并发展出了免疫学这门学科。免疫学与医学的结合,尤其是一系列针对重大疾病的疫苗的开发,使得人们攻克了一个个在之前被视为不治之症的疾病,像一些重大的传染性疾病如天花、鼠疫、结核、霍乱、黄热病和登革热等,在全球范围内基本得到了彻底的控制和消灭。可是,植物中是否也存在与动物类似的免疫系统?直到最近几年,才获得了确定的答案。
  虽然对于植物是否具有免疫系统长期无定论,但植物学家们早已发现植物在长期的演化过程中,不但逐步获得了适应不良环境的能力,而且还形成了各种机制抵抗病原菌的侵入。早在100多年前,人们就观察到对植物接种致病菌及一些病菌产物,可以使植物产生对相关病害的防御作用。如1901年Beauverie发现应用加热方法消弱灰葡萄孢菌的毒力,获得了不能侵染秋海棠的菌系;将不能侵染秋海棠的灰葡萄孢菌弱菌系加到种有幼秋海棠的土壤上,就能使海棠免受B.cinerce强毒系的侵染等。这种作用与当时正在兴起的动物免疫有异曲同工之妙。可见,科学家们已经对“植物免疫”有了模糊的概念,目前可以查到的提出植物免疫这个概念的文献可以追溯到1927年法国人NOBECOURT的论文“A contribution to the study of immunity in plants”。
  随着研究的一步步深入,科学家们发现一系列物理、化学或生物的因子都能够激活植物免疫,从而诱导植物对寒冷、干旱等逆境产生抵御,对植物病害产生抗性,这些因子被定义为诱导子,又称病原相关分子模式。最常见的诱导子中有失活或弱毒性的病原菌、蛋白、寡糖等。其中,用寡糖的例子可以很生动的体现出植物与病原菌的斗智斗勇过程。如图1所示,在植物的细胞壁上含有大量的果胶多糖,而病原菌的细胞壁上还有葡聚糖、几丁质、壳聚糖等多糖;这些多糖组成的细胞壁就像坚固的城墙一样,分别拱卫着自己的主人:植物与病原菌。当病原菌试图侵染植物的时候,它先分泌出果胶酶,一点点蚕食植物细胞壁中的果胶,破坏植物的城墙,从而实现侵染,进而顺利的把毒素等有害物质传输到植物细胞内,造成损害。
  兵来将挡、水来土掩,植物当然不能坐以待毙。首先植物会分泌出一系列的葡聚糖酶、几丁质酶、壳聚糖酶,反过来降解病原菌的细胞壁,从而实现杀死病原菌的目的;同时,植物自身会识别这些细胞壁降解下来的PAMP寡糖:果胶寡糖(寡聚半乳糖醛酸)、葡寡糖、几丁寡糖、壳寡糖等,再激活细胞内的一系列反应,启动第一层免疫反应,产生对病原菌有杀伤力的植保素、PR蛋白等物质,同时还产生木质素等物质加厚细胞壁,起到加厚自己城墙(细胞壁)的作用。
  如果您以为植物与病原菌的战争到此就偃旗息鼓了,那您就太小看它们了——上面仅仅是这场战争的第一阶段。
  在受到植物抵御后,病原菌会进一步分泌出病原毒性因子/效应因子,这些毒性因子干扰PTI导致植物产生效应因子激活的感病性,继续对植物造成伤害,这是战争的第二阶段;而植物所拥有的信号识别系统(通过R基因实现)会再次直接或间接识别效应物,激活第二层免疫反应,从而加速和放大PTI继续使植物产生抗病性,这是战争的第三阶段;最后,在自然选择的压力下,病原物会再次产生效应物或者增加新的额外的效应物来抑制ETI,而植物会产生新的R基因识别额外的效应物以保持ETI激活,从而维持自己的生存,这是战争的第四阶段——这个阶段将随着病原菌与植物的刀来枪往,一轮轮延续下去。至于谁能笑到最后,就要看是魔高一尺、道高一丈,还是道高一尺、魔高一丈了。
  如果读到这里,您已经能分辨清植物大战病原菌的四个阶段,那恭喜您,您也已经了解了植物免疫系统的四个阶段(图2)。相信以后您再看到身边如茵的草地、怒放的花朵、挺立的大树,不仅会想到它们“一半在尘土里安详,一半在风里飞扬”,还会想到,它们也正在默默地斗争,为了生存而斗争。(来源:中科院大连化学物理所)
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  文青
  文青,意指一切思考基点被文本叙事、被自己的空想和幻觉、被审美喜悦和道德温情扭曲、架空、置换了真实的身体感受性、历史感/现实感以及思维逻辑性的人。此种人集中聚集在文学、哲学、宗教爱好者和从业者里,因为在这些领域,虚构、编造便是主业和职责所在。在电视媒体时代,文青们会喜好电视剧、明星娱乐更甚于新闻、纪录片、社会调查。文青的思维方式、情感方式乃至生活方式自觉不自觉地模仿文艺、虚构,缘于文艺/虚构更美丽、更温情、更富有诗意,不像现实一般粗糙、坚硬和无情。文青不是从生活中提炼观点以再观察再思考生活、文艺,而是从文艺中提炼观点以再观察再思考生活、文艺,结果生活被扭曲,文艺则变得更富魅惑。文青不是学科的概念,也不是年龄的概念,而是精神类型学的概念。(来源:百度百科)
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