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植物识别敌友之谜（第1页）

植物识别“敌友”之谜

在每一种植物的生长环境中，往往存在着大量的微生物。这些微生物，有的有利于植物的生长，甚至是植物健康生长必不可少的；而有的则对植物的生长是有害的，严重的甚至危及植物的生命。有趣的是，植物往往能对此做出正确的识别，选择正确的微生物，而将有害的微生物“拒之门外”。这一现象引起了人们的注意。植物是靠什么来识别对方是“朋友”还是“敌人”的呢?

豆科植物与根瘤菌之间是一种共生关系，根瘤菌对豆科植物的感染可使豆科植物形成根瘤菌，从而产生固氮能力。豆科植物幼苗期间的分泌物吸引了分布在其根附近的根瘤菌，使其聚集在根毛周围大量繁殖，随后，根瘤菌产生的分泌物使根毛卷曲、膨胀，并使部分细胞壁溶解，根瘤菌由细胞壁被溶解处侵入根毛，在根毛中滋生，聚集成带，外被粘液和根细胞分泌的纤维素，形成侵入线。侵入线为管状结构，根瘤菌沿其侵入根的皮层并迅速在该处繁殖，皮层细胞受刺激亦迅速分裂，致使根部形成局部突起，即成根瘤。

根瘤菌居于根瘤中央的薄壁细胞内，逐渐破坏其核与细胞质，本身转变为拟菌体；同时该区域周围分化出与根维管束相连的输导组织、外围薄壁组织鞘和内皮层。拟菌体通过输导组织从皮层细胞吸收碳水化合物、矿物盐类和水进行繁殖，同时进行固氮作用。同时由于根瘤的脱落、残留以及一部分分泌到土壤中的氮，可以增加土壤肥力。农业生产上用豆科植物与其他作物间作、轮作，就是利用根瘤菌的固氮作用。

但是令人感到费解的是，在根瘤菌与豆科植物之间的关系上存在着近乎苛刻的选择性。也就是说，能感染一种豆科植物并使之形成根瘤的根瘤菌，对其他种类的豆科植物通常是不感染的。

根瘤菌为什么会表现出这么强的专一性呢?人们经研究发现，这是由于豆科植物所产生的凝集素（一种有识别作用的蛋白）能识别根瘤菌细胞壁的糖蛋白，从而决定是否与根瘤菌建立共生关系。如果豆科植物的识别蛋白能与根瘤菌细胞壁中的糖蛋白结合，则表明这种根瘤菌是“朋友”，可与之共生，反之则不然。

对于植物具有排除“异己”、抵御病害的能力这一现象，有人作出这样的分析：病原菌表面携带着有鉴别作用的分子，如果植物具有识别这些病原菌表面分子的受体，在遭到病原菌的侵袭时，植物就能辨别出是“敌人”来犯，会及时地调动自身的防御体系，随时给予敌人迎头痛击。

目前，对植物识别系统的研究还不十分成熟。识别分子到底是什么?它是怎样在辨识“敌友”的过程中发挥作用的?这些问题还没有一个明确的结论。然而，这一领域的研究却给农业生产带来了美好的前景。若是能够破译豆科植物与根瘤菌的关系的“密码”，就有可能把固氮范围扩大到小麦、水稻等非豆科植物；若是能清楚植物识别、抵御病原菌的机理，就可以减少农药对作物和大自然的危害。