植物氧化还原电位和pH值的测定及其在植物抗性机制和植物生理学中的作用
BenadaJKromě?í?
GraduatedattheAgriculturalUniversityBrnoIng,CzechRepublic
摘要:植物生物物理状态的研究始于35年前,旨在寻找植物对寄生虫的抗性机制。这里的注意力集中在谷物对专性寄生虫如白粉病和锈病的可变抵抗力上。有必要找出在个体发育过程中和通过环境发生变化的因素,其中包括:
1.植物病害梯度,
2.器官在个体发育和生长过程中的易感性变化,
3.单个植物细胞的抗性差异,
4.几个小时内抗性变化相对较快。
这一因素可以在植物器官的生物物理状态(氧化还原电位(RP)和pH值)中找到。介绍了在有氧条件下测量植物组织RP和在缺氧条件下测量RP的方法。器官生长发育过程中氧化还原状态发生变化,受光、温度、水分、生长调节剂、营养等外界条件和器官衰老的影响。这不是标准的氧化还原电位,定义在物理化学,这是恒定的,但植物中的氧化还原电位取决于呼吸酶的活性并且它会发生变化。实际状态可以从电阻至少为10MΩ的指示仪表(毫伏表)上mV变化的较低转折点开始呈红色。为进一步研究制定了一个假设:
抵抗的原理在于寄生虫在宿主细胞中获得能量的能力。
寄生虫使用宿主血浆外稃的末端氧化酶。特定的酚类物质是这种酶的底物。这个假设的主要特点是:
1.细胞等离子体中没有游离氧。
2.氧化还原电位是由细胞呼吸作用产生的,由细胞器中产生电子的活性和血浆外稃中氧化还原酶(末端氧化酶)的活性总和产生。电子载体可以从细胞渗透到环境中,它们可溶于水。
3.氧化还原电位是植物中电场梯度的基础,它对植物的完整性和寄生虫的生命起着主要作用。
4.寄生虫通过宿主的末端氧化酶呼吸。
5.环境条件对宿主和寄生虫细胞酶活性的影响不同,宿主和寄生虫细胞中可能出现不同的氧化还原电位,导致电子载体的非特异性氧化或还原。
6.宿主细胞的酸度决定了分生孢子或闭壳孢子(在白粉病中)的形成或红斑或苔藓(在锈病中)的形成。
7.根据氧化还原电位,可以解释植物中的一些相关性。如果不了解RP梯度,就不可能解释
植物和相关现象。
关键词:需氧条件,生物物理状态,相关性,疾病梯度,缺氧,调查历史,亚麻,植物抗性的性质,豌豆,植物完整性,白粉病,预极化,氧化还原电位测量,锈病
一、简介
尽管多年来植物病理学家一直