为什么植物嫁接不会发生排异反应?

综合作者 / 骚皮 / 2026-03-25 18:45
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植物嫁接不会发生排异反应是因为植物本身体内的免疫系统只简简单单的针对病原体,只会抵御病原物的侵染,所以很正常不会产生类似

植物嫁接不会发生排异反应是因为植物本身体内的免疫系统只简简单单的针对病原体,只会抵御病原物的侵染,所以很正常不会产生类似动物体的排异反应。

还据了解,植物还存在免疫系统,但是也单单只针对微生物,所以嫁接不存在排斥反应。而人类拥有复杂的HLA系统即非本体细胞识别系统,以及强大的免疫系统,对异体细胞会产生排异反应,还有一个就是人的排异能力很强,植物的不强。

还有大概就是免疫系统形式不同导致,人的免疫系统是通过白细胞吞噬外来微生物达到免疫效果的,所以要提供一种识别自身细胞和外来细胞的方法,如果识别失效,就会产生排异反应,不仅仅是植入的组织枯死,还会被白细胞攻击消化。

而说起植物就有抗虫机制,但那只是在遇到某些情况的时候释放一些化学物质,化学物质只有释放和不释放,没有破坏能力,所以不需要识别信号,也就不可能会有有信号失灵导致的误攻击了。嫁接时不成功并不是因为排异,而是差异太大的植物构造不同,输送养分的管道无法接合,所以也就只能枯死了。

所以说嫁接的原理就是愈伤组织的融合。现在暂时无发现植物有像动物那样的免疫系统,植物体内也还没有发现免疫球蛋白,所以不会像动物那样的免疫排斥,就很好解释植物嫁接不会发生排异反应的事情了。

植物受到病原侵害的时候,是如何改变细胞壁厚度的?

首先,植物和动物的一大区别就是植物没有完善的循环系统,所以没法想动物那样直接在血液中产生免疫反应。当然也有和动物免疫系统类似的系统性过敏反应,也有一定的“记忆功能”。植物免疫系统的基础是植物的每一个细胞。

相对于动物的皮肤,植物表层的蜡质,气孔也能起到防御病原的作用。

植物主要需要对抗的病原分为细菌,真菌,卵菌还有病毒。

植物免疫系统有一篇06年发表在Nature上的被引用了1800次以上的综述 (Jonathan D.G.Jones and Jeffery L.Dangl ),里面把植物免疫系统描绘成一种Zigzag模型:

要描述这个模型必须先列一个词汇表。。因为缩写搞得太复杂了要描述这个模型必须先列一个词汇表。。因为缩写搞得太复杂了

PAMPs: Pathogen-associated molecular patterns,直接翻译过来怎么都不通,叫病原相关的分子模式,其实就是指病原分子上的非常保守的结构,比如目前研究最透彻的是细菌的鞭毛蛋白(因为涉及到细菌的运动所以非常保守,鞭毛的结构也是反进化论者的一大依据——如此复杂的结构不可能是由简单的结构进化/演化而来);还有一些细菌的保守结构比如Elonggation factor Tu。

PTI:PAMP-triggered immunity,翻译过来更绕口,病原相关分子模式触发的免疫,理解成鞭毛蛋白这种病原保守结构触发的免疫就好了,从上图中也可以看出,这只植物免疫系统对抗病原的第一道防线。在植物里起到功能的蛋白主要是一种跨模的,含有LRR(富含亮氨酸重复)结构的激酶或者蛋白(Receptor-like kinase or Receptor-like protein)。这种蛋白会识别病原的PAMP并传递抗病的信号从而引起免疫反应。看下面这张图,写着PRR和BAKI就都是这种机制。

植物在生长和发育过程中会受到多种病原物的侵袭,如病毒、细菌、真菌、线虫等。植物没有腿,不能动,不能戴口罩,难以主动避开对其自身不利的生物或非生物胁迫。它们是如何保护自己的呢?

千百年来,植物经过了岁月的洗礼,其中,植物的免疫系统发挥了巨大作用。看似娇弱的植物,也许比你想象的坚强。

植物表面有很多表皮毛,那表皮毛就是它抵御病原菌、昆虫的物理屏障。另外,它还有化学武器,病菌或昆虫接近它的时候,它就会释放出一些气体,利用这些挥发性的气体,抵抗病原菌。

先天性免疫反应是植物应对外来病原微生物侵害的一种主要策略。植物的细胞壁等结构在植物抵抗病原菌侵害过程中发挥着物理防御作用,但一些病原菌可以通过进化产生的特殊机制,来突破植物的物理防御屏障,进而对植物体进行成功侵染。除物理屏障外,植物体还往往拥有一套内在的抵抗病原菌侵染的先天性免疫系统。这个病菌一旦进入到植物体内,植物就会启动一种特殊的响应机制。一些代谢物会迅速形成,进攻病原菌,阻断病原菌入侵的路径。把病原菌限制在被入侵的单个细胞内,或者一定范围的组织内。

植物免疫的秘密是如何被发现的?

早在多年前,科学家们发现了植物细胞内发挥免疫功能的“抗病蛋白”。然而,却一直未能破解“抗病蛋白”如何帮助植物抵御“外敌”。科学家认为应该存在一种“抗病小体”存在,但从来没有人发现过,更不知道它长什么样。近年来,我国科学家利用冷冻电镜技术,在模式植物拟南介身上首次发现了 “抗病小体”的存在及其工作原理。原来,“抗病蛋白”可经一系列中间过程生成“抗病小体”。

神秘的抗病小分队

现有的科学研究表明,植物的体内有一支抵抗病菌的特战队,由一些功能不同的蛋白,形成各自的小分队。当病原菌入侵时,功能不同的蛋白就会快速组成一个风火轮,共同阻击病菌的入侵。

风火轮就像一群葫芦兄弟。被称为“顺风耳,千里眼”的“二娃”,能够识别病原菌。“三娃“就相当于一个通讯兵,把入侵者的警报传递给它的“哥哥们”。“大娃”的力量最大,它通过打孔的方式,杀死被病菌感染的细胞。

中国科学家最新的研究成果,解释了植物如何抗击病菌入侵的防御机理,填补了人类对植物抗病蛋白认知的空白,为研究农作物抗病蛋白提供了范本,也为农作物病虫害绿色防控提供了理论支撑和新的技术手段。

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