
鲜为人知的植物病毒、甲虫与藤蔓杂草
与植物休戚相关的植物病毒、害虫以及杂草,每一样都能成为作物生长中的“绊脚石”,那么现就随小编一起来见识一下它们的威力吧。
病毒也能感染植物吗?
地球上所有的生物体,甚至包括病毒本身都会受到病毒的侵染,植物当然也包括其中。但植物没有腿,植物病毒想要扩大地盘,就真得要想想办法了。
黄瓜花叶病毒的“阴谋诡计”
黄瓜花叶病毒的外表像个足球,是由十二个正五边形和二十个正六边形组成,它们做足了伪装来吸引蚜虫。只要被黄瓜花叶病毒感染过的植物,其体内的代谢就紊乱,合成并且释放出特别浓厚的气体,而恰恰这气体就成了蚜虫特别喜欢的“诱饵”。当蚜虫兴致勃勃飞到散发特殊气味的植物上,吃上几口才发现这“香喷喷的气味”原来是个谎言,其实就是棵烂菜,并没啥营养。而此时病毒已通过植物的汁液被蚜虫吃进了肚子里,于是这些大失所望的蚜虫们,就这样在不断寻找可取食植物的过程中,又把病毒传播给了千千万万棵植物。
跟双子星座同名的双生病毒
双子星是指两颗质量极其接近的星体,彼此吸引对方,互相绕着旋转不分离。双生病毒在植物病毒界大名鼎鼎,其家庭成员多,占所有植物病毒的近30%,目前人们主要通过喷洒杀虫剂来杀灭传毒的害虫烟粉虱来控制。
双生病毒感染植物以后,也改变了植物体内的代谢。但与黄瓜花叶病毒不同,被双生病毒感染的植物合成释放的气味变少了,而恰恰这气体就是烟粉虱的毒药。烟粉虱自然不喜欢这“毒气”味,一旦哪棵植物被双生病毒感染后产生的“毒气”少了,它们便被吸引,因此在染病的植物上繁衍得更快。烟粉虱在携带双生病毒到植物上尝到了甜头,于是干得更欢;病毒在成全烟粉虱的同时,也将其传播到更多的植物上成全了自己。
“闯红灯”的双生病毒
我国科学家最近发表在病毒学顶级科学期刊上的一篇文章揭示了这种“闯红灯”的双生病毒的生存之道,红光是植物合成烟粉虱不喜欢的“毒气”所必需的,但是双生病毒却利用了“红光”来作为关键信号,促进虫媒病毒的快速传播,揭示了光调节双生病毒—烟粉虱—植物三者互惠共生的新机制。
科学家发现双生病毒感病植物和吸引媒介昆虫烟粉虱的作用只有在光照条件下才会发生,而在黑暗条件下不会发生。已有研究表明双生病毒基因βC1是吸引烟粉虱的关键,进一步利用单色光LED灯箱进行昆虫双选择实验,发现这种吸引作用只有在红光和含有红光的白光条件下发生,而在黑暗、远红光和蓝光条件下没有显著差异。烟粉虱等大多数昆虫的视觉系统缺乏红光受体,是“红色色盲”,所以这为利用单色LED灯绿色防控双生病毒病害提供理论依据。
甲虫的硬壳是怎么来的?
甲虫是鞘翅目昆虫的统称,如农林作物重要害虫金龟子、天牛、象鼻虫等,因身体外部具有“坚硬的盔甲”,作为昆虫纲中最大的目,全世界有超过40万种被描述,占全世界所有物种的25%。
到底有多坚硬?
科学研究发现,一种叫魔铁幽甲的甲虫鞘翅能承受的最大压力可达149牛顿,经过汽车碾压都安然无恙!科学家通过对它的研究制造出了碳纤维复合材料紧固件,比标准航空扣件还要坚固。
甲虫的硬壳是怎么来的?
支撑人体基本形态的物质是钙质骨骼,我们可以通过多吃牛奶、豆制品、海带、虾皮及晒太阳等方式补充身体所需的钙。而事实上甲虫内、外骨骼主要成分是几丁质(也叫甲壳素)而非钙元素,它是由葡萄糖链修饰而成的大型结构多糖,广泛存在于真菌细胞壁以及无脊椎动物和鱼类的某些坚硬结构中。当甲虫们被以卵的形式生出来时,就已经拥有少量维持它们孵化和形成几丁质的多糖,到了后期,身体所需的营养则主要是通过主动取食获得。
几丁质与纤维素和角蛋白类似,是一种结构聚合物,结构聚合物由较小的单体或单糖制成,形成强纤维,当细胞外或细胞内有组织分泌时,这些组织之间会形成化学键进而互相连接,增加了整个结构的强度。
甲虫体内的几丁质是如何合成的?
多糖合成几丁质的过程主要由海藻糖水解酶和几丁质合成酶在内的多种酶共同参与合成,其过程复杂,此处略去约500字。
了解几丁质,有啥用?
了解了几丁质的合成途径之后,我们对甲虫硬壳发育过程中出现的一些现象就能更好地解释,也能通过作用于几丁质合成路径来对甲虫进行干预。如当海藻糖水解酶受到抑制时,海藻糖无法被水解为葡萄糖,代谢受阻,此时大部分昆虫的几丁质合成减少,则会出现翅发育畸形、蜕皮困难、体重减轻、生长受阻甚至死亡等状况。因此,科研人员通过研发抑制海藻糖水解酶的药剂来控制虫害。
除此之外,几丁质还广泛应用于我们生活中:它具有修复细胞的功能、抗氧化能力等,用于美容护肤行业;它具有天然的抑菌功效,用于婴儿服装及内衣生产;其产物坚硬、无毒、生物相容性好,可用于如人工肝脏、人工肾、人造骨、人造血管等医学治疗材料以及工业上用于水净化、粘合剂等上面。
园林里“疯狂”的野生藤蔓杂草
园林绿化上常见的野生藤蔓杂草长势疯狂、结实如麻,严重地影响园林“正主”植物的生长。现分享大家园林绿化中常见的12种野生藤蔓植物的形状特征,便于识别对症防治。
1. 葎草 桑科,属多年生攀援草本植物,茎、枝、叶柄均具倒钩刺。叶片纸质,肾状五角形,掌状,基部心脏形,表面粗糙,背面有柔毛和黄色腺体,裂片卵状三角形,边缘具锯齿,俗称拉拉秧等,是中国农业有害生物信息系统收载的有害植物。葎草匍匐茎生长蔓延迅速,常常是会缠绕在农作物或者树木上面,严重影响着其他植物的生长。另外,葎草的倒刺会对人的皮肤容易造成伤害,也会妨碍了人们的活动。葎草主要是依靠种子进行繁殖,全草可入药。
2. 蛇葡萄 葡萄科蛇葡萄属植物,木质藤本,别称蛇白蔹、假葡萄、野葡萄等,是不可以吃的“葡萄”,分布于江苏、安徽、浙江、江西、福建、湖北、湖南、广东、广西、四川等地。蛇葡萄,小枝圆柱形,有纵棱纹。卷须2至3叉分枝,相隔2节间断与叶对生。叶为单叶,心形或卵形,3至5中裂,常混生有不分裂者。果实圆球形或肾形,径约6毫米,熟时蓝黑色。花期5至6月,果熟期8月至9月。蛇葡萄根、皮可入药。
3. 爬山虎 葡萄科地锦属植物的别称,有捆石龙、枫藤、小虫儿卧草、红丝草、红葛、趴山虎、红葡萄藤、巴山虎等。枝上有卷须,卷须短,多分枝,卷须顶端及尖端有粘性吸盘,遇到物体便吸附在上面,无论是岩石、墙壁或是树木,均是能够吸附;叶互生,小叶肥厚,基部楔形,变异很大,边缘有粗锯齿;根会分泌酸性物质腐蚀石灰岩,并沿着墙的缝隙钻入其中,使缝隙过大,严重的可能会导致墙体碎裂倒塌。爬山虎,花期6月,果期大概在9月至10月,以根茎入药。
4. 牵牛花 牵牛花一般指牵牛,属旋花科牵牛属,一年生缠绕草本。这一种植物的花酷似喇叭状,因此有些地方称做喇叭花。牵牛花叶子三裂,基部心形。花呈白色、紫红色或紫蓝色,漏斗状,全株有粗毛。花期以夏季最盛,蒴果近球形,直径0.8厘米至1.3厘米,3瓣裂。牵牛在中国大部分地区都有分布,以种子入药。
5. 千金藤 防己科千金藤属植物,多生于山坡路边、沟边、草丛或山地丘陵地灌木丛中。千金藤,全株无毛;根条状,褐黄色;小枝纤细,有直线纹。叶纸质或坚纸质,通常三角状近圆形或三角状阔卵形。千金藤也还是一种多用途的植物,以根或藤茎入药。
6. 茑萝 原产墨西哥,又名密萝松,俗称五角星花、狮子草,一年生柔弱缠绕草本。在园林绿化上,茑萝也是可以用作篱垣,棚架绿化材料,还可以作地被植物,不设支架,随其爬覆地面,此外,还可以将茑萝进行盆栽观赏,搭架攀援,整成各种的形状。茑萝,全中国各地都有分布。茑萝全株均可入药,有清热、解毒、消肿的作用。
7. 乌蔹莓 葡萄科乌蔹莓属植物,草质藤本。小枝圆柱形,有纵棱纹,无毛或微被疏柔毛。卷须2至3叉分枝,相隔2节间断与叶对生。叶为鸟足状5小叶,中央小叶长椭圆形或椭圆披针形。果实近球形,直径约1厘米,有种子2颗至4颗;种子三角状倒卵形,顶端微凹,基部有短喙,种脐在种子背面近中部呈带状椭圆形,上部种脊突出,表面有突出肋纹,腹部中棱脊突出,两侧洼穴呈半月形,从近基部向上达种子近顶端。花期3月至8月,果期8月至11月。全草入药,有凉血解毒、利尿消肿之功效。
8. 茜草 茜草科茜草属,多年生草质攀援藤木,长通常可达3.5米。茜草的茎多条,细长,方柱形,棱上生倒生皮刺,叶片轮生,纸质,披针形或长圆状披针形,顶端渐尖,心形,边缘有齿状皮刺,两面粗糙,叶柄长可达2.5厘米,聚伞花序腋生和顶生,茜草多生于疏林、林缘、灌丛或者草地上。茜草根和根茎可入药。
9. 海金沙 海金沙科海金沙属植物,全草多为把状,茎纤细,缠绕扭曲,长达1米以上。产于江苏、浙江、安徽南部、江西、福建、台湾、广东、香港、广西、湖南、贵州、四川、云南、陕西南部。根茎细而匍匐,被细柔毛。海金沙,茎细弱、呈干草色,有白色微毛。入药部位是海金沙干燥的成熟孢子和藤。
10. 萝藦 萝藦科萝藦属植物,多年生草质藤本,长达8米,具乳汁,俗称“婆婆针落线包”,蓇葖又生,纺锤形,平滑无毛;种子扁平,卵圆形,长5毫米,宽3毫米。萝藦,两叶耳展开或紧接,叶面绿色,叶背粉绿色,两面无毛,或幼时被微毛,老时被毛脱落;侧脉每边10条至12条,在叶背略明显。花期6月至9月,果期9月至12月。萝藦块根、全草和果壳入药。
11. 菟丝子 别名禅真、豆寄生、豆阎王、黄丝、黄丝藤、金丝藤等,一年生寄生草本。多生于田边、山坡阳处、路边灌丛,通常寄生于豆科、菊科、蒺藜科等的多种植物上。菟丝子一旦幼芽缠绕于寄主植物体上,生活力极强,生长旺盛。园林植物受其寄生危害,轻则影响植物生长和观赏效果,重则导致植物死亡。菟丝子全株可入药。
12. 千里光 菊科千里光属植物,多年生攀援草本植物。常生长在森林、灌丛中,攀援于灌木、岩石上或者溪边,花期10月至12月。千里光全草入药,有清热解毒、明目退翳、杀虫止痒之功效。
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