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入侵杂草紫茎泽兰的化感作用研究进展

入侵杂草紫茎泽兰的化感作用研究进展
入侵杂草紫茎泽兰的化感作用研究进展

入侵杂草紫茎泽兰的化感作用研究进展

杨国庆

1,2

万方浩1* 刘万学

1

(1.中国农业科学院植物保护研究所,植物病虫害生物学国家重点实验室,北京100193;

2.扬州大学园艺与植物保护学院,扬州225009)

摘要:入侵杂草紫茎泽兰在我国严重影响农林业生产、威胁生物多样性安全,并且现仍快速向西北地区扩散,而我国目前尚缺乏对其行之有效的控制方法,因此加强对紫茎泽兰种群成功入侵机制的

研究显得尤为迫切。近年来,越来越多的研究发现化感作用是紫茎泽兰成功入侵并扩张的重要原因。该文综述了紫茎泽兰化感作用的研究进展,并就其研究前景进行了探讨。关键词:入侵植物;紫茎泽兰;化感作用

A ll eopathy research progr ess on an i nvasive w eed,

Agerati na adenophora Sprengel

Yang Guoqi n g

1,2

W an Fanghao 1*

L i u Wanxue

1

(1.State Key Laboratory for B i olo gy of P l ant D iseases and Insect Pests ,Institute of P lant P rotecti on ,Ch i nese

Acade m y of Agricu lt ura l Sc i ences ,Beiji ng 100193,Chi na ;2.College ofH orticu lture and P l ant

P rotecti on ,Yangzho u University ,Yangz hou 225009,Jiangsu P rovi nce ,Chi na)

Abstr act :Invasive weed Age ra tina ade nophora Sprengel has infl u enced the f ar m ing and f orestr y pr oduc 2

ti o n seriously ,and threatened the b i o diversity saf ety ofCh i n a ,and has been spread i n g rap i d l y throughou t southwestern China .Up to no w ,eff ective controlmethods to t h is weed are still ver y poor in our country .Theref ore ,it .s urgent to study the successf ul i n vasi v e mechan is ms of this weed .Recentl y ,more and more stud i e s i n d icated that A .ade no phora adopts allelopathic eff ect as a special i n vadi n g tool to suppress and eventua ll y exclude other p l a nt spec i e s in p lant co mmun ity .A llelopathy research progresses of A .ad e 2nophora were revie wed ,and the ir prospects were a lso d iscussed i n this paper .K ey w ord s :i n vasive p lants ;A gera tina ad e nophora;allelopathy 紫茎泽兰Agera ti n a adenophora Sprengel (Eupa 2torium adenophorum Sprengel)是一种世界性恶性入侵杂草,为菊科多年丛生型半灌木草本植物,起源于中美洲墨西哥至哥斯达黎加一带,现分布于世界30多个国家和地区,并造成严重的经济损失和生态环境的/绿色灾难0,甚至对人畜健康构成一定的威胁

[1]

。在我国,紫茎泽兰自20世纪40年代传入云

南后,迅速蔓延扩散,现已在云南、贵州、四川、广西、

西藏和台湾等省、地区广泛分布,给当地的农、林、牧、副业造成重大危害,且目前仍以每年大约60km 的速度随西南风向东和向北方向传播蔓延

[2-3]

。在

2003年国家环保总局公布的首批入侵国内的16种外来物种名单中,紫茎泽兰位于榜首[4]

。因此加强对紫茎泽兰在我国入侵扩张机制的研究已势在必行,作者系统综述了紫茎泽兰化感作用的研究进展,并就其研究前景进行了探讨。

基金项目:国家重点基础研究发展规划资助项目(2002CB111400),国家科技支撑计划项目(2006B AD08A00)作者简介:杨国庆,男,1978年生,讲师,研究方向为外来植物入侵机制,e ma i :l yg89051@yahoo .co https://www.doczj.com/doc/e41082406.html,

*通讯作者(Aut hor for correspondence),e m ai:l wanf ang h @publi c3.bta .ne.t cn ,Te:l +86-10-68975297,Fax :+86-10-68975297收稿日期:2008-06-02

第35卷 第5期2008年 10月

植 物 保 护 学 报

ACT A P HYTOPHYLACICA SI NICA

Vo.l 35 No .5O ct .

2008

1化感作用的证实

在自然植物群落内,各植物种群因长期共存的协同进化关系,彼此对各自分泌的化学物质即化感作用有了各自相应的适应性或抵抗性,一般不会出现某一种群的突然消长。外来入侵植物因为天敌逃避等方面的原因,常在入侵地带发生生殖发育与防御扩张两方面能量分配的二次构建,以及与本地植物的非协同进化关系,而呈现出相对本地植物在生理和(或)生态方面的优势[5],如最新研究发现紫茎泽兰在入侵地明显提高了光合氮的利用效率,造成植株无节制疯长[6]。外来入侵植物的这种优势使得其分泌的某些化感物质对于本地植物常具有/新颖0毒性,产生明显的抑制作用,如有研究表明在入侵群落中入侵种化感物质的积累比在原群落中多[7]。由此一些学者提出了外来植物入侵扩张机制的/新颖武器假说(novelweapons hypothesis)0[8-9],即外来入侵植物通过化感作用对本地伴生植物产生显著的抑制排挤效应。近来大量外来植物入侵机制的研究结果也证实,化感作用是促使外来植物成功入侵扩张的重要因素[10-12],并成为外来植物入侵机制研究中的一个热点问题。与此同时,国内外众多学者从不同角度对紫茎泽兰种群入侵扩张的机制进行揭示,如生物生态和繁殖特性、遗传多样性、资源竞争力等[13-17]。其中,越来越多的研究发现化感作用是紫茎泽兰入侵后逐渐发展成为单种优势种群的重要原因[1,18-21]。

2化感作用的途径

在自然状况下,植物化感作用主要通过四种途径向外释放作用物质,即挥发、雨雾表面淋溶、植物根部分泌和残株或凋落物的分解[22]。紫茎泽兰化感作用方面的研究起始于20世纪80年代,主要集中于澳大利亚、印度和中国等,而近年来研究直线升温[18-19,23-26]。这些研究大多采用室内提取液法评估紫茎泽兰不同部分淋溶物的化感作用,得出的主要结论是:紫茎泽兰的常温水提取液、沸水提取液、乙醚提取液和氯仿提取液,分别对入侵地粮食作物、蔬菜和牧草存在显著的随浓度上升的化感抑制作用,其中地上部分提取液的作用显著大于地下部分[27-29]。这些结果一方面从室内证实了紫茎泽兰不同部分的提取液对本地植物存在明显的化感抑制效应,从而推测在一定的野外生态环境(如洪水、雨水盛期或泡田等)下,紫茎泽兰淋溶物的化感作用对周围植物将产生明显的抑制排挤作用,如有研究发现紫茎泽兰的枝叶堆积肥对白菜和高梁的种子萌发仍存在显著的化感抑制作用[30];另一方面,通过紫茎泽兰提取液对大量牧草的室内化感效应评估,为紫茎泽兰替代控制中植物对象的筛选提供了强有力的理论支持,如紫花苜蓿、非洲狗尾草和大翼豆等[31-32]。但是,从化感作用研究的生态学意义和入侵植物发生的野外实际情况来看,其中一些紫茎泽兰提取液的化感作用研究在方法上还存在一些不足[23],如采用有机试剂或沸水提取法和受体植物的选择等方面。因此,在评估紫茎泽兰地上部分淋溶物途径的化感作用时,应特别注重试验方法的改进和突破,如采用最近比较认可的三明治法[33]。

在紫茎泽兰根际化感作用途径方面,已证实紫茎泽兰根际存在对本地土壤微生物明显的化感作用,如在紫茎泽兰重度入侵地土壤中N H4+2N、NO3-2N和有效性P、K比轻度入侵地显著提高,且与对照相比其土壤细菌群落特征出现了显著的变化,其中对某些土壤细菌和真菌存在不同程度的抑制作用,最终表现出对伴生植物生长的抑制和对紫茎泽兰本身的偏利作用[23,26,34-35]。在野外的观测也确证了这一结果,如在云南省景东地区紫茎泽兰已入侵到我国重点保护植物苦苣苔科植物的原生境中,其中被紫茎泽兰包围的云南长蒴苣苔D idymo2 c a r pus yunna nensis成体植株叶变黄、生长不良,但在同一个种群中与本土植物混生的云南长蒴苣苔植株生长正常[36]。这些充分证实了紫茎泽兰根际存在对本地植物不利的化感作用。

此外,关于紫茎泽兰挥发性物质的成分和含量,虽已有文献报道[37],但从化感作用的角度解析其挥发性物质还鲜见报道。通过对已知的紫茎泽兰挥发物成分与其它植物挥发性化感物质的比对,可以初步推测紫茎泽兰挥发性物质的化感作用也是促进其对周围植物排斥的不可忽视的一部分,而这方面还有待于进一步研究。

3化感作用的动态

紫茎泽兰在入侵地带对伴生植物的化感作用具有一定的时间和空间特征。如有研究发现随着发育时间的增加,紫茎泽兰抑制本地植物生长发育的最低叶片提取液浓度明显减小,而相同浓度下叶片水提液对本地植物的抑制作用显著增强,这表明紫茎

464植物保护学报35卷

泽兰化感作用随着植株的生长发育而增强[38]。此外,有研究发现在人工构建的小区群落中,苗期紫茎泽兰的化感作用并不明显,推测入侵初期化感作用不是紫茎泽兰排挤本地种的主要原因[24]。

紫茎泽兰的化感作用在空间分布上也有一定的规律,表现在不同生境中或同一生境不同胁迫因子出现时都将对其化感作用产生明显的影响。有研究表明,不同生境中紫茎泽兰的化感作用存在明显差异,公路边>落叶阔叶林下>常绿阔叶林下,关联分析显示出不同生境条件下的化感作用力与本地植物的相对多度存在显著的相关性,这也表明不同生境化感作用的差异是紫茎泽兰在不同地带入侵程度不一的原因之一[25]。而在同一生境不同胁迫因子出现时,经胁迫因子如蚜虫取食和农药处理后,紫茎泽兰的化感作用会显著增强,表现在对受体植物抑制作用的增加,以及根系分泌物中酮类和酯类为主的化感物质含量的显著改变[39],但具体是何种主要化感物质起着响应作用还需进一步探明。

4化感物质的解析

近年来,在分析泽兰属植物化学成分的研究中发现了一些具有化感活性的物质,如黄酮类[40]、生物碱类[41]、倍半萜烯内酯[42]和类萜[43]等天然化合物。目前已报道了紫茎泽兰的很多化学成分,且有些成分具有很高的生物活性[44-46]。但有关从化感作用的角度对紫茎泽兰入侵扩张过程中分泌的活性化感物质成分的研究还较少。紫茎泽兰对受体植物发生化感作用的过程中,其化感物质主要有地上部分挥发物和淋溶物对受体植物的直接作用物质,以及地上部分淋溶物质进入土壤后与根系分泌物混合的化感物质。

已有研究采用有机试剂提取、硅胶色谱分离和生物活性跟踪筛选法,发现紫茎泽兰淋溶物中的主要化感物质为4种倍半萜烯化合物,如9-酮-泽兰酮[18-19]。但以有机试剂作为提取试剂在化感研究中是缺乏生态学意义的[22]。Y ang等[20]采用整株室温水提法,筛选并鉴定出紫茎泽兰地上部分淋溶物中对本地植物产生显著抑制作用的主要化感物质为4,7-二甲基-1-(丙烷-2-亚甲基)-1,4, 4a,8a-四氢萘-2,6(1H,7H)-二酮(泽兰二酮)和6-羟基-5-异丙基-3,8-二甲基-4a,5,6, 7,8,8a-六氢奈-2(1H)-酮(羟基泽兰酮)。

已有野外观察和试验结果表明,紫茎泽兰对入侵地带土壤微生物和营养成分存在明显的化感作用,改变后的土壤性质对伴生植物明显不利而对其自身生长却有着偏利作用[23,26,34-35]。这些确证了紫茎泽兰根际化感物质的存在,但目前尚无对这些化感物质的定性定量认识,也是紫茎泽兰根际化感作用乃至于外来入侵植物化感作用评估的/黑匣子0,而此/黑匣子0的打开恰恰是深层次定性定量评价紫茎泽兰化感作用机制的关键所在,且对于实现紫茎泽兰的有效控制也起着至关重要的作用。紫茎泽兰根部土壤中的化感物质主要来源于植株地上部分雨雾的淋溶物和根系分泌物。但目前尚无关于紫茎泽兰根系分泌物中化感物质成分的报道,这可能与土壤中复杂的生态环境和相应技术要求较高有关,因此在紫茎泽兰根系分泌物化感物质的解析中应注重新技术的应用,如bench2top GC/MS[47]和三重四极杆气质联用仪(GC/M S/MS)[48]的使用等。

5化感物质的作用机制

植物生长发育过程中时刻受到内在和外在环境因子的影响,化感物质作为一种外来的影响因子,能进入植物体内,直接影响或参与植物的生理生化过程[49]。如,通过研究紫茎泽兰淋溶物主效化感物质(泽兰二酮和羟基泽兰酮)对旱稻幼苗的生理生化和形态结构的作用机制,发现经紫茎泽兰化感物质分别处理后,旱稻幼苗内叶绿素含量显著下降,根部丙二醛含量和过氧化物酶活性明显上升,表明化感物质促使旱稻幼苗根部产生过氧化反应[20]。此外,化感物质还诱导了旱稻幼苗根部脱落酸的积累和吲哚乙酸、玉米素含量的降低,且随着浓度增加和胁迫时间延长而加重,这意味着受体植株体内激素含量的平衡受到干扰和破坏,最终对旱稻幼苗的生长和发育产生抑制作用[21]。研究发现紫茎泽兰化感物质处理后,旱稻幼苗整株矮小、根短小肿胀、侧根稀疏、对营养液的吸收减少,幼苗根尖中柱鞘细胞严重受损,皮层薄壁组织细胞明显呈短而粗,且表皮细胞大量脱落[50];而以玉米为受体植物时,其根冠至根毛区的生长亦受到严重干扰,表现出根尖表皮至皮层细胞出现明显脱落甚至腐烂[51]。此外,在超微结构水平上,旱稻幼苗根尖细胞内出现细胞核扭曲,核膜和细胞膜受损,粗内质网和核糖体缺乏,高尔基体失活。这些研究直接证实了紫茎泽兰化感物质从生理生化和形态结构上,对以旱稻为代表的受体植物产生了严重的负面影响,最终使其生长发育受到

465

5期杨国庆等:入侵杂草紫茎泽兰的化感作用研究进展

明显的抑制,甚至导致短期内死亡。

6展望

国内外在紫茎泽兰种群入侵扩张中化感作用方面的研究已经取得了显著的进展,如多角度证实了其化感作用的存在,发现化感作用中淋溶物的主效化感物质为两个萜类天然化合物,并初步探明了紫茎泽兰对受体植物生理生化和形态结构方面的化感作用机制等。但从全面揭示紫茎泽兰入侵扩张的综合机制和实现基于化学生态理论上紫茎泽兰的可持续控制角度出发,以下问题还需进一步探讨。1紫茎泽兰根际主效化感物质的解析:Calla way&A s2 cheboug[52]和Ba is等[8]证实了斑点矢车菊根系分泌物对入侵地植物有明显的化感抑制作用,其主效化感物质为儿茶素,并从生理生化到基因组水平揭示了该物质对受体植物的作用机制。由于在取样、分析方法和检验手段上的一些差异,特别在室内研究与野外土壤实际状况互相印证方面的脱节,使得有关斑点矢车菊的上述研究成果受到严重质疑[53-54]。o主要环境因子对紫茎泽兰化感作用的影响:紫茎泽兰在入侵地带对伴生植物发生化感作用,必然处于一定的环境因子之中,尤其在不同入侵地带或人为控制措施(生物防治、机械防除)时,研究这些环境因子的改变可能将对紫茎泽兰的化感作用产生影响,如促进或抑制其化感作用,对于动态认识紫茎泽兰的化感作用机制和紫茎泽兰控制策略调整有着重要的意义。以紫茎泽兰生防控制因子中的泽兰实蝇Proc eci d oc ha res utilis Stone为例,自1984年中科院昆明分院生态研究室从西藏聂拉木县樟木区发现、采集并引进到昆明用于防治紫茎泽兰至今已有20余年[55],由于种种原因,目前野外紫茎泽兰生长区普遍发生的泽兰实蝇,在我国对紫茎泽兰的控制效果并不理想[4]。因此,有必要重新认识泽兰实蝇与紫茎泽兰入侵扩张的关系,有研究表明北美入侵植物矢车菊在被天敌取食后明显增加了对入侵地带植物的资源竞争力和化感作用,并推测天敌攻击刺激了矢车菊的补偿效应[56-57],而另有研究却发现入侵植物胜红蓟被白粉病菌E r ysi p he cic hora ce a rum DC感染或天敌A phii d s goss ypii取食后,其挥发性化感作用反而下降[58]。?基于紫茎泽兰与本地植物化学生态基础上的竞争调控:上述研究已表明紫茎泽兰的根际化感作用能对本地土壤微生物群落和土壤营养成分产生影响,这种影响对伴生植物不利而对其自身种群具有偏利作用。在上述基础上,对这一机制的深层次揭示,可以为实现基于化学生态基础上的紫茎泽兰可持续控制提供理论支持。已有研究发现,喜树Camptot h ec a a c um i n a ta可能通过根际分泌物破坏紫茎泽兰根系周围的真核微生物群落,导致在喜树和紫茎泽兰混栽体系中根际真菌的数量明显降低,从而制约了混栽体系中紫茎泽兰植株的过度蔓延[59]。此外,尚需更深入研究的内容还包括,紫茎泽兰化感物质产生的生理途径及其在载体中的运转过程、紫茎泽兰化感作用与资源竞争的综合效应、本地抗紫茎泽兰化感作用植物的作用机制等。

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468植物保护学报35卷

细菌对抗生素耐药性的研究进展

细菌对抗生素耐药性的研 究进展 班级:09药剂4班 组长:11-何燕珊:分配工作、选题、摘要、关键词和整理全篇文章 找资料:09-何炳俊:细菌耐药性产生的机理 10-何根铭:耐药性产生的因素及预防措施 12-洪春庆:抗生素的抑菌机理

细菌对抗生素耐药性的研究进展 摘要:抗生素作为治疗细菌感染性疾病的主要药物,在全世界上是应用最广、发展最快、品种最多的一类药物。但随着抗生素的广泛使用,其耐药性亦不断增长,并已迅速发展至十分严重的程度。耐药性的大量出现与广泛传播会给人们的健康造成很大的危害,给临床治疗带来很大困难,甚至造成治疗失败,目前已是全球关注的公共卫生问题。本文通过对抗生素的抑菌机理、细菌的耐药机制、耐药性产生因素以及预防等方面内容作简要综述,以示预防抗生素耐药性产生的重要性。 关键词:抗生素、细菌、耐药性 抗生素是能抑制细菌生长或杀死细菌的一类化学物质,绝大多数由微生物合成,临床上对控制、预防和治疗各种感染性疾病具有重要作用。近年来,由于人类对抗生素的滥用,导致感染性细菌对抗生素不敏感,产生了耐药性,并开始对人类展开致命的反击,严重地威胁着人类的健康。中国工程院院士许文思也感叹:“可以毫不夸张的说,细菌耐药性是21世纪全球关注的热点,它对人类生命健康所构成的威胁绝不亚于艾滋病、癌症和心血管疾病。”可见,预防抗生素耐药性的产生是十分重要的。 一、抗生素的抑菌机理 依据抑菌作用方式的不同,可将抗生素分为三类:一类抗生素通过阻止糖肽交联来阻止细菌细胞壁合成,使细菌失去保护,并因渗透压或自溶酶作用最终导致死亡(如青霉素) ;第二类主要是通过与细菌细胞膜内磷脂结合(如粘菌素) ,或者合成异常蛋白质而导致病菌细胞膜透性增加(如氨基糖苷) ;第三类则是通过阻止细菌DNA (如喹诺酮类)、RNA (如利福平类)、蛋白质(如林可霉素类)的合成而抑菌或杀菌。[1]因此,根据主要作用靶位的不同,抗生素的抑菌机理可分为以下几种。 1)抑制细菌细胞壁合成,细胞壁缺损细菌在低渗条件下常因细胞吸水过多破裂而死亡,而对人和动物无毒害作用,因人和动物不具有细胞壁,如青霉素、头孢菌素、杆菌肽等。 2)破坏细胞模的通透性。主要通过下面 3 种途径:①多肽类抗生素,如多粘菌素E,能降低细菌细胞膜表面张力,因而改变了细胞膜的通透性,甚至破坏膜的结构,结果使氨基酸、单糖、核苷酸、无机盐离子等外漏,影响细胞正常代谢,致使细菌死亡。②多烯类抗生素,如制霉菌素与固醇具有亲和力,因此能与微生物的膜(含固醇物质)结合后形成膜- 多烯化合物,引起细胞膜的通透性能改变,导致胞内代谢物的泄漏。这类抗生素对真菌细胞膜起作用,而对细菌不起作用,因细菌细胞膜不含固醇类物质。③离子载体类抗生素,这类抗生素是脂溶性的,能结合并运载特定阳离子通过双脂层膜。如缬氨霉素、短杆菌肽A 等能增加线粒体膜对H+、K+或 Na+的通透性,为维持线粒体内正常的K+浓度就必须使泵入K+的速度与流出速度平衡,这样使得线粒体消耗能量用于泵入K+,而不是用来形成ATP,因此抑制了氧化磷酸化作用,从而起杀菌作用。 3)抑制蛋白质的合成。能抑制蛋白质合成的抗生素很多,其作用机理也较复杂,主要有下面 4 个方面:①抑制氨酰-tRNA 的形成。如吲哚霉素的抑菌作用是在氨基酸活化反应中和色氨酸竞争与色氨酸激活酶结合,从而抑制氨酰-tRNA的形成。②抑制蛋白质合成的起始。如链霉素、庆大霉素等能抑制 70S 合成起始复合体的形成以及引起 N-甲酰-甲硫氨酰-tRNA从70S合成起始复合体上的解离,因此阻碍蛋白质合成的起始。③抑制肽链的延长。如四环素族抗生素

杂草的抗药性研究进展与形成机理

杂草的抗药性研究进展与形成机理 摘要:近10年来,全球杂草抗药性研究取得了重要进展。由于过度依赖和长期使用相对有限的化学除草剂,导致了抗药性杂草的发生和发展,且杂草抗药性问题越来越突出。抗药性杂草的形成既有其本身生物学方面的原因,也与外界因素,诸如除草剂种类、使用方式、种植制度以及农业生产条件等有密切关系。抗药性杂草种群产生并迅猛发展对除草剂的使用和新化合物的研发提出了严峻挑战,因此建立一套抗药性杂草的检测技术极为必要。 关键词:杂草抗药性机理 众所周知,杂草是严重威胁作物生产的一大类生物灾害。为了克服杂草对作物的危害,在过去的50多年里,农田化学除草已成为全球现代农业生产的重要组成部分。然而,由于过度依赖和长期使用相对有限的化学除草剂,导致了抗药性杂草的发生和发展,且杂草抗药性问题越来越突出。近10年来,全球杂草抗药性研究取得了重要进展,随着研究的不断深入,生物测定、生理生化,尤其是分子生物学技术在杂草抗药性研究中得到广泛应用。 1杂草抗药性现状 自20世纪50年代在加拿大和美国分别发现抗2,4-D的野胡萝卜(Daucus carota)和铺散鸭趾草(Commelina

diffusa)以来,全球已有188种(112种双子叶,76种单子叶)杂草的324个生物型在各类农田系统对19类化学除草剂产生了抗药性。尤其是20世纪80年代中期后,全球抗药性杂草的发展在这些抗药性杂草中,抗乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂类除草剂杂草的发生速度十分惊人。磺酰脲类除草剂是20世纪80年代初期才商业化的高活性除草剂,1982年澳大利亚就发现了抗磺酰脲类除草剂的瑞士黑麦草(Lolium rigidum),其后抗ALS抑制剂除草剂杂草生物型数量迅速超过抗三氮苯类除草剂的杂草生物型。抗三氮苯类除草剂的杂草生物型发生较早,20世纪80年代中后期以来一直呈上升趋势,目前在25个国家已有67种抗三氮苯类除草剂的杂草生物型。自第一例抗乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)抑制剂类除草剂禾草灵(Diclofop)的瑞士黑麦草在澳大利亚出现后,智利、南非、西班牙、英国和美国也出现了多种抗乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)抑制剂类除草剂的杂草,至今在26个国家已有35种抗此类除草剂的杂草生物型。1996年在澳大利亚出现的抗草甘膦瑞士黑麦草打破了杂草不会对有机磷类除草剂产生抗药性的神话,而且在马来西亚、美国、法国、南非、智利、巴西、阿根廷、哥伦比亚和西班牙等国相继发现牛筋草(Eleusineindica)、小蓬草(加拿大蓬)(Conyza canadensis)、瑞士黑麦草(Lolium rigidum)、多花黑麦草(Loliummultiflorum)、野塘蒿(Conyza bonariensis)、长叶车前(Plantago lanceolata)、豚草(Ambrosiaartemisiifolia)、三裂叶豚草(Ambrosia

细菌耐药机制的国内外最新研究进展_丁元廷

·实验技术及其应用·细菌耐药机制的国内外最新研究进展 丁元廷 (贵阳中医学院第一附属医院检验科,贵州贵阳550001) 摘要:全球性的细菌抗生素耐药是近年来感染性疾病治疗所面临的一大难题,细菌可对某类抗菌药物产生耐药性,也可 同时对多种化学结构各异的抗菌药物耐药。随着各种新型抗生素在临床的应用,细菌的耐药也越来越广。本文对细菌耐 药机制近年来国内外的研究进展进行简要综述,并探索有效的防治措施。 关键词:细菌耐药性;耐药机制;进展 中图分类号:R446.5文献标志码:A文章编号:1003-8507(2013)06-1109-03 The research progress on mechanism of bacterial resistance at home and aboad DING Yuan-ting. Department of Clinical Laboratory,The First Affiliated Hospital,Traditional Chinese Medical College of Guiyang, Guiyang550001,China Abstract:A big problem we meet during the treatment of infectious diseases is the global antibiotic resistance of baceria.Bacte- ria can develop resistance to not only a certain kind of antimicrobial agent,but also a variety of different chemical structure of the antimicrobial drugs.With a variety of new antibiotics applied in clinical practice,more and more extensive drug-resistant bacteria appear.The aim of this paper was to give a brief overview of the progress of bacterial resistance at home and abroad in recent years,and also to explore effective control measures. Key words:Bacterial resistance;Mechanisms of resistance;Progress 随着抗菌药物的大量使用,尤其抗生素的滥用导致细菌在抗生素及环境压力下,细菌群体中的敏感株被灭杀,耐药株被选择或诱导出来并繁殖生长而成为优势菌群,通过多种形式获得了对抗生素耐药性。细菌耐药性不仅可通过基因水平在相同或不同种属细菌中传播,而且结构完整的耐药菌株还可以在医院之间乃至全球播散,所致感染治疗棘手,病死率高,严重威胁人类健康,已成为全球关注的热点[1]。而临床在应用抗生素过程中,不适当治疗和滥用更加速和扩大了细菌对抗生素产生耐药性。据报道,一种新抗生素从研制到临床应用一般需要5~10年,而产生细菌耐药仅需要2年[2]。因此,在临床上减缓耐药性产生与追求抗菌疗效同等重要。了解细菌耐药发生机制的研究状况对于指导合理应用抗生素、预防菌株耐药和有效抗感染治疗具有重要的意义,本文就有关细菌耐药机制主要从基因水平、蛋白质水平及细菌多重耐药性角度对近年来研究进展进行综述。 1细菌耐药性概况 细菌在接触过抗菌药物后,就会千方百计地制造出能灭活抗菌药物的物质,例如各种灭活酶,或通过改变自身代谢规律来使抗菌药物失效,这样就形成了细菌的耐药性。早期细菌的耐药性主要表现在某种细菌对某类药物的耐药,20世纪30年代末磺胺药上市,40年代临床广泛使用磺胺药后,1950年日 作者简介:丁元廷(1975-),男,硕士,副主任检验技师,研究方向:分子生物学本报道80%~90%的志贺痢疾杆菌对磺胺药耐药了;1940年青霉素问世,1951年发现金黄色葡萄球菌能产生β-内酰胺酶灭活青霉素;60~70年代,细菌耐药性主要表现为金黄色葡萄球菌和一般肠道阴性杆菌由于能产生β-内酰胺酶使青霉素类和一代头孢菌素抗菌作用下降;80~90年代,阴性杆菌产生的超广谱β-内酰胺酶和染色体介导的I类酶,三代头孢菌素在内的多种抗生素耐药的多重耐药革兰阴性杆菌,阳性球菌中出现了非常难治的多重耐药菌感染。近年来由于出现了万古霉素中介金葡菌,关注对耐万古霉素MRSA的监测。近年来还开始注意红霉素耐药β-溶血性化脓性链球菌的发展,特别是耐大环内酯类-林可霉素类-链阳霉素B的β-溶血性化脓性链球菌的耐药性发展。 2细菌耐药机制 2.1基因水平(耐药性产生的遗传方式)遗传学机制 细菌可通过自身基因的突变产生耐药性,也可以通过染色体垂直传播和通过质粒或转座子水平传播而获得外源耐药性基因,还可通过整合子捕获外源基因并使之转变为功能性基因来传播耐药性基因。包括细菌先天固有耐药和染色体突变或获得新的脱氧核糖核酸分子。 2.1.1固有耐药天然或基因突变产生的是细菌染色体基因决定的代代相传的天然耐药性,亦称突变耐药。通过染色体遗传基因DNA发生突变,细菌经突变后的变异株对抗生素耐药。一般突变率很低,由突变产生的耐药菌生长和分裂缓慢,故由突变造成的耐药菌在自然界中不占主要地位,但染色体介导的

森林植物化感作用研究现状及发展方向

森林植物化感作用研究现状及发展方向 杜明广 李晓坤 崔 崧(黑龙江省林科院江山娇林场)(黑龙江省林科院丰林保护区)(黑龙江省林业科学研究所) 摘 要 对目前森林植物化感作用中最具代表性的研究理论及研究成果进行了详细介绍,对未来林业化感作用研究工作的重点进行了展望。 关键词 森林植物 化感作用 化感物质 P r ogr esses an d i n ten d i n g d i r ecti on of r esear ch on a llelopa th i c effects of for est pl an t DU M ing-guang L I X iao-kun CU I Song (First-autho r’s address:J iangs han jiao forest bueau of Forestry I nsti t u t e of Heilongjiang) Ab str a ct Study on the alle l opathy has rece iv ed a great devel opment i n recent decades through continuous efforts.This paper introduce s the most rep resentati ve research theory,and re s ea rch results in de tail in the study of fore st all e l opathy. M ean while,t he paper discusses the fore st a lleopa thy for the fut ure research. Keywor ds Fo rest p lant A llelopathy A lle l oche m icals 化感作用(Alle l opa thy),也称他感作用,是指生物(植物和微生物)之间通过合成释放某些化学物质而引起的相互作用(包括抑制I nh ib itory 和促进Sti mu la tion)[1]。化感作用是森林生态系统中广泛存在的一种生态化学现象,是影响森林植物种群生长发育、结构功能乃至整个生态系统群落演替的重要因素。在林业科学研究及林业生产实践中,对于森林经营过程中出现的连栽障碍、地力衰退、“土壤中毒”等现象,化感作用机理的研究具有重要的意义[2~4]。 本文通过对化感作用的研究理论、成果等的详细阐述,对林业化感作用研究未来的发展方向进行了展望。 111 国内外研究概述 对森林植物化感作用的报道可上溯到2000多年前Pling记载的黑胡桃(Jug lan s n igra)毒死其他作物的观察。德国科学家Mo lish于1937年首次提出了化感作用的概念,但直至20世纪60年代科学家才开始对植物化感作用现象进行大量的观察和研究[5~8]。Putna m、R izvi等科学家都系统地阐述了化感作用的概念、传播途径、表现方式、物质合成途径及机理等,并提出了自己的理论,如R ice指出:生存竞争是造成植物种类区域性优势分布的一个重要因素,更基本的原因可能是由于物种之间的生化化感作用,并提出化感效应的生态学意义可能是通过影响植物的分布区域从而决定植被的类型。我国化感作用研究开始于世纪年代,如年徐震邦等的研究发现水曲柳、椴树叶浸出液可显著促进红松苗生长发育,红松叶和这些阔叶树叶混合浸出液对红松苗生长也有一定促进作用,但红松针叶浸出液可抑制红松苗生长。化感作用经过多年的发展,已形成独创的理论体系,取得了很大的成果。 112 国内外研究现状 11211 具有化感作用的森林植物种类 国内外学者的研究结果显示,目前已知的具有化感作用的森林植物主要科属有:松科;柏科;壳斗科;桦木科;杨柳科;豆科;椴树科;漆树科;胡桃科;禾本科;桑科;木犀科;榆科;杜鹃科等。我国学者对水曲柳、椴树、红松、核桃楸、刺槐、毛白杨、落叶松、油松、辽东栎、白桦和杉木等也进行了研究,但还有很多物种的化感物质及作用原理有待于研究。 11212 化感物质的研究 1121211 化感物质的种类、来源 化感物质大多是次生代谢物质,根据其性质和来源,可分为14类[8]。 (1)简单的水溶性的有机酸、直链醇、脂肪醛和酮;(2)长链脂肪酸;(3)单酚、苯甲酸及其衍生物;(4)肉桂酸及其衍生物;(5)香豆素类; (6)类黄酮;(7)丹宁;(8)氨基酸和多肽、(9)生物碱;(10)硫化物和介子油苷;(11)卟啉和核苷()简单不饱和内酯;(3)萘醌、蒽醌、复合苯醌;()萜类,已知的起抑制作用的化学物 林业勘查设计(总149期)2009年第1期 20701972121 14 98

细菌耐药机制研究进展

细菌耐药机制研究进展 发表时间:2013-01-08T13:58:09.640Z 来源:《中外健康文摘》2012年第42期供稿作者:黄碧娇 [导读] 药物作用靶位的改变,菌体类有许多抗生素结合的靶位,细菌可以通过靶位的改变使抗生素不易结合是耐药发生的重要机制 黄碧娇 (井冈山大学附属医院江西吉安 343000) 【中图分类号】R915 【文献标识码】A【文章编号】1672-5085(2012)42-0085-02 【摘要】了解细菌对β—内酰胺类,喹诺酮类及大环内酯类等临床常用抗菌药物耐药机制的研究进展,有助于抗菌药物的正确使用,尽量减少抗菌药物的耐药出现,为新的抗菌药物的开发及利用打下坚实的基础。 【关键词】细菌耐药性抗菌药物 细菌耐药,为人类战胜病原菌提出了一个严峻的挑战,细菌耐药机制非常复杂,通常认为涉及到以下几个方面: 1 细菌对抗菌药物产生耐药性的可能性机制 主要有四种:①产生灭活酶和钝化酶,细菌能产生破坏抗生素或使之失去抗菌作用的酶,使药物在作用于菌体前即被破坏或失效;②抗菌药物渗透障碍,细菌外层的细胞膜和细胞壁结构对阻碍抗生素进入菌体有着重要的作用,膜上有亲水性的药物通过蛋白,称外膜蛋白,主要有两种分子较大的为ompf和分子较小ompc,最近又发现了第三种蛋白phoe,外膜蛋白的缺失可导致细菌耐药性的发生,在某些药物的外膜上含有特殊药物泵出系统,使菌体药物的浓度不足以发挥抗菌作用而导致耐药;③药物作用靶位的改变,菌体类有许多抗生素结合的靶位,细菌可以通过靶位的改变使抗生素不易结合是耐药发生的重要机制;④代谢途径的改变绝大多数细菌不能利用已有叶酸及其衍生物必须自行合成四氢叶酸,肠球菌属等某些营养缺陷细菌能用外源性胸苷或胸腺嘧啶,表现对磺胺和甲氧嘧啶等药物的耐药。 从分子生物学角度认识细菌的耐药机制过去主要集中在基因突变的研究中,认为基因突变的积累使细菌产生耐药性的重要机制,但近来研究发现,没有接触过抗生素的病原菌,对抗生素也有抗药性,耐药性具有转移的特点,螯分子被认为是抗性基因在水平传播的重要因子,由两部分组成,5’与3’端保守区域(简称cs)以及中间的基因簇,选择性的整合到螯分子上面获得耐药性,通过螯合子的螯合作用,抗性基因之间能够互相转换,再借助于转化,转导与结合作用,使得耐药性在畜禽与畜禽,畜禽与人类,人类与人类之间的病原菌广泛传播,给人类健康造成严重威胁。 2 细菌对β—内酰胺类抗药性的耐药机制。 2.1产生β—内酰胺酶 β—内酰胺环为β—内酰胺类抗菌药物的活性部位,一旦被β—内酰胺酶水解就将失去其抗菌活性,细菌对β—内酰胺类抗菌药物的耐药性约80%通过产生β—内酰胺酶实现,β—内酰胺酶种类繁多,已经报道通过的就有200余种。具有不同特性的β—内酰胺酶的细胞对不同的β—内酰胺酶抗菌药物的耐受性不同。G+菌、G-菌、分枝杆菌和诺卡菌种都发现有各种不同特性的β—内酰胺酶。 针对这一耐药机制,临床上目前应用的药物有2类:①具有对β—内酰胺酶稳定的化学结构的药物,包括苯唑西林、双氯西林、甲氧西林、异口恶唑青霉素等半合成青霉素以及亚胺培南、美罗培南等碳青霉烯类药物等。②β—内酰胺酶抑制剂,包括克拉维酸,舒巴坦、他唑巴坦等,它们与β—内酰胺类药物联用,对产酶菌有很强的增效作用。其复合制剂有:由阿莫西林与克拉维酸组成的奥格门汀,由羧苄西林与克拉维酸组成的替门汀,由氨苄西林与舒巴坦组成的优立新及由哌拉西林与他唑巴坦组成的他唑辛等。 2.2药物作用的靶蛋白改变 β—内酰胺类抗菌药物的作用靶位为青霉结合蛋白(PBP),对β—内酰胺类抗菌药物耐药的细菌除了由于产生大量β—内酰胺酶破坏进入胞内的抗菌药物外,还由于PBP发生了改变使之与这类抗菌药物(如青霉素类、头孢菌素类、单环β—内酰胺类和碳青霉烯类等)的亲和力降低,或是出现了新的PBP所致,这种耐药机制在金萄球菌、表皮葡萄球菌、皮炎链球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌和流感嗜血杆菌等耐药菌种均已证实。 2.3细胞外膜渗透性降低细菌的细胞膜使细菌与环境离开。细胞外膜上的某些特殊蛋白即孔蛋白是一种非特异性的、跨越细胞膜的水溶物质扩散通道。一些半合成的β—内酰胺类抗菌药物很容易透过肠细菌的孔蛋白通道;但一些具有高渗透性外膜的对抗菌药物敏感的细菌可以通过降低外膜的渗透性产生耐药性,如原来允许某种抗菌药物通过的孔蛋白通道由于细菌发生突变而使该孔蛋白通道关闭或消失,则细菌就会对该抗菌药物产生很高的耐药性。亚胺培南是一种非典型的β—内酰胺类抗菌药物,其对铜绿假单胞菌的活性,主要是通过一个特殊的孔蛋白通道OprD的扩散而实现的,这就意味着一旦这一简单的孔蛋白通道消失,则铜绿假单胞菌对亚胺培南就会产生耐药性。事实上,最近已经分离到许多具有这种耐药机制的耐亚胺培南的铜绿假单胞菌。 3 细菌喹诺酮类抗菌药物的耐药机制 3.1喹诺酮类药物的作用机制是通过抑制DNA拓扑异构酶而抑制DNA的合成,从而发挥抑菌和杀菌作用,细菌DNA拓扑异构酶有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分2大类:第一类有拓扑异构酶Ⅰ、Ⅲ主要参与DNA的松解;第二类包括拓扑异构酶Ⅱ、Ⅳ,其中拓扑异构酶Ⅱ又称DNA促旋酶,参与DNA超螺旋的形成,拓扑异构酶Ⅳ则参与细菌子代染色质分配到子代细菌中,但拓扑异构酶Ⅰ和Ⅲ对喹诺酮类药物不敏感,喹诺酮类药物的主要作用靶位是DNA促旋酶和拓扑异构酶Ⅳ。革兰阴性菌中DNA促旋酶是喹诺酮类的第一靶位,而革兰阳性菌中拓扑异构酶Ⅳ是第一靶位。 DNA促旋酶是通过暂时切断DNA双链,促进DNA复制转导过程中形成的超螺旋松解,或使松弛DNA链形成超螺旋空间构型,喹诺酮类药物通过嵌入断裂DNA链中间,形成DNA—拓扑异构酶—喹诺酮类3者复合物,阻止DNA拓扑异异构变化,妨碍细菌的DNA复制转录,已达到杀菌的目的。 3.2作用靶位的改变,编码组成DNA促旋酶的A亚单位和B亚单位及组成拓扑异构酶Ⅳ和ParC和ParE亚单位中任一亚基的基因发生突变均可引起喹诺酮类药物的耐药性,在所有的突变型中,以gxyA的突变为主,主要为Thr—83→Ile,Ala和ASp—87→Asn,Gly、Thr两者均占75%以上,而其他的突变型罕见,GyrA双点突变仅发生在喹诺酮类高度耐药的菌株中,这是因为gyxA上的83和87位的氨基酸在提供喹诺酮类结合位点时具有重要的作用,而gyrB的突变株则较gyrA上突变少见,主要为Glu—470→Asp,Ala—477→val和ser—468→phe,Parc 的突变主要为Ser—87→Leu,Trp位值得注意的是所有存在parc改变的发生是在gyxA突变之后才发生的,在同时具有gyxA和parc突变的菌株中,以gxyA上的Thx—83→Ile和parc上的ser—87→leu类型为最多见,ParE的突变型为ASp—419→Asn、Ala—425→val但现在parE出现突变极为罕见3/150 3.3 膜通透性改变,喹诺酮类药物与其他抗菌药物一样,依靠革兰阴性菌的外膜蛋白(oMp)和脂多糖的扩散作用而进入细菌体内,

化感作用

华南师范大学实验报告 学生姓名彭健学号20112501082 专业生物科学年级、班级11科五 课程名称生态学实验实验项目种间关系—化感作用 实验类型□验证□设计□综合实验时间14 年 4 月16日 实验指导老师周先叶实验评分 化感作用—五爪金龙对大白菜种子萌发影 响 1实验目的 本实验选择五爪金龙作为供体植物,取其叶片水浸液研究其对大白菜种子萌发的影响以探究其化感作用 2实验原理 化感作用(Allelopathy):也称作异株克生,是指一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质,从而影响其它植物的生长。这种作用是物种生存斗争的一种特殊形式,种内关系和种间关系都有化感作用。 植物之间的化感作用是当前化学生态学研究的热点。具体来讲,它是指供体植物通过茎叶挥发、淋溶、凋落物分解、根系分泌等途径向环境释放化学物质,从而促进或抑制周围植物的生长和发育。植物的化感作用广泛存在于自然界中,与植物间光、水分、养分和空间的竞争一起构成了植物之间的相互作用。 3实验仪器、工具 供体植物:五爪金龙 受体植物:大白菜种子 实验处理:配置50gDW/L的供体植物新鲜枝叶浸提液,以蒸馏为对照 4实验步骤 4.1采集供体植物新鲜叶片回实验室 4.2在实验室将叶片洗净,剪成<2cm的片断; 4.3称取五爪金龙5g,加入蒸馏水70mL,室温下浸提24h,将浸提液倒出,补水20mL再浸提一次,将两次浸提液合并,过滤,定容至100mL。待用。 4.4吸取约5mL上述浓度的浸提液加入双层滤纸铺的直径为11cm培养皿中,每皿均匀放置50粒已消毒的受体种子(之前用5%的次氯酸钠消毒10分钟),以蒸馏水为对照,设3个重复。于人工气候箱中保湿遮光培养,湿度70%,温度设置为30℃12h,25℃12h。 4.5种子出现萌芽(胚根>1mm)后开始记录每天种子的萌发个数,7d后统计萌发率(GR),并测定根长(RL): GR=(发芽种子数/供试种子数)*100% 化感效应指数RI=T/C-1

大肠杆菌耐药性研究进展

大肠杆菌耐药性研究进展 教郁,高维凡,胡彩光 (沈阳农业大学,辽宁省沈阳市,110000) 摘要:大肠杆菌是典型的革兰氏阴性杆菌,其引起的大肠杆菌病是一种常见疾病,在治疗过程中 容易产生耐药性,且耐药谱广,耐药机制复杂,给养鸡业预防和治疗该病带来很大困难。大肠杆茵对抗生素的耐药问题是当前国内外研究的热点。本文对大肠杆菌耐药的现状以及产生耐药性机制的研究进行了综述,以便正确理解大肠杆菌耐药性的特点及其规律,从而为防治大肠杆菌耐药性的产生及合理用药提供理论依据。 关键词:大肠杆菌;耐药性;作用机制 The research progress on mechanism of Drg-resistance of Escherichia coli Abstract: E.coli is gram-negative bacteria, colibacillosis is a kind of common disease. Escherichia coli strains showed high levels of resistance, resistance spectrum to expand, and multiple drug resistance. The drug resistant gene is complex and diverse. So the prevention and treatment of the disease bring a lot of difficulties. Antibiotic resistance is the current domestic and international research hot spot. The advances on mechanism of resistance and the present situation of E coli resistance are summarized.Thus the trend of the drug-resistance on the E coli resistance can be understood better and the basis for preventing the production of the resistant stains and using drugs reasonablely can be furtherly provided. Keywords: Eescherichia coli; resistance; resistance mechanism 致病性大肠杆菌为医学和兽医学临床感染中最常见的病原菌之一。从发病情况看,大肠杆菌病发病率在细菌病引发的疾病中居世界首位。兽医临床上大肠杆菌造成的危害十分严重,它一年四季均可致病,一直是困扰养殖业发展的常见病、多发病,给养禽业造成了严重的经济损失;大肠杆菌病的主要防治措施是应用疫苗及抗生素。国内外已研制出多种疫苗对大肠杆菌病进行预防,但因大肠杆菌具有多种血清型,仅国内报导就有80余种,应用疫苗对大肠杆菌病进行防治尚不能满足对该病的防治要求。抗生素在大肠杆菌病预防及治疗方面有着不可替代的作用,但是随着抗生素的广泛、持续及不当使用,大肠杆菌耐药谱不断扩大和耐药水平不断提高,大肠杆菌耐药及多重耐药现象已十分严重。虽然新型抗生素不断问世,但抗生素的研制速度远远低于耐药菌的产生速度。因此了解大肠杆菌耐药状况,掌握大肠杆菌耐药趋势,研究大肠杆菌耐药机理,对控制耐药菌株的蔓延具有十分重要的意义。 1.大肠杆菌耐药性现状 近年来,随着抗生素及各种化学合成药物在我国畜牧业生产中的广泛应用,大量的抗生素、消毒剂等不断进入水、土壤、河流、沉积物等各种环境中。使得大肠杆菌耐药谱不断扩大和耐药水平不断提高,给我国畜牧业的持续发展和人类健康带来潜在的危害。国内外各地均分离得到耐药家畜源性大肠杆菌,并对这些病原菌进行了耐药谱系的检测。梅姝等[1]报道分离得到的长春地区127株鹿源大肠杆菌对5种抗菌药物呈现不同

植物化感作用_Allelopathy_及其作用物的研究方法_阎飞

第20卷第4期2000年7月生 态 学 报AC TA ECO LOGICA SIN IC A V o l.20,N o.4J uly ,2000植物化感作用(Allelopathy )及其作用物的研究方法 阎 飞,杨振明,韩丽梅 (解放军农牧大学农学系,长春 130062) 基金项目:国家“九五”重中之重“95-01-05”课题的部分研究内容。 收稿日期:1998-04-20;修订日期:1999-01-29 作者简介:阎 飞(1969~),男,甘肃省人,讲师。主要从事植物逆境营养生态方面的研究工作。摘要:综述了植物化感作用室内培养和田间试验的研究方法,重点评述了化感物质的提取、分离、纯化、鉴定和检测方法,并提出了进一步研究需关注的问题。 关键词:化感作用;化感物质;研究方法;综述 Review on research methods for alelopathy and allelochemicals in plants YAN Fei ,YAN G Zhen -Ming ,HAN Li -Mei (Changchun University of Ag ricu ltu re an d Animal Sciences , Chang chun 130062,Ch ina )Abstract :Resea rch metho ds o n allelo pa thy w er e r ev iewed .M ethods o n ex tr actio n ,separa tio n ,purificatio n and e termina tio n o f allelochemicals w er e mainly summarized too.The resear ch issues,on which mor e a tten-tio n sho uld be paid in the future ,w ere pro po sed. Key words :allelopathy;alellochemicals;r esea rch methods;r ev iew 文章编号:1000-0933(2000)04-0000-00 中图分类号:Q 948.12 文献标识码:A 随着科学技术的迅速发展,各门学科之间的相互渗透日益加强,从而产生了不少新兴的交叉或边缘学科。生物间的化感作用就是新兴学科——生态生物化学的一个重要内容[1~3]。化感作用的英文为“Allelo pa-thy ”,源于希腊语“Allelo n (相互)”和“Patho s (损害、妨碍)”[4~5]。1937年M olish 首先将其定义为:某种植物(包括微生物)生成的化学物质,对其他植物产生某种作用的现象[6]。随着科学研究的迅速发展,对其认识也在不断深入和全面。1984年Rice 在《A llelo pa th y 》第二版中将其较完整地定义为:植物或微生物的代谢分泌物对环境中其他植物或微生物的有利或不利的作用[7]。 在生态系统中,植被的形成和演替、种子萌发和衰败的抑制,农业生产中的间作、混作、套作、轮作、前后茬搭配、残茬的处置或利用以及作物和杂草的关系等,都存在化感作用,它在作物增产、森林抚育、植物保护和生物防治等方面有着广阔的应用前景。 虽然早在两千年前就已经有化感现象的记载,但在过去漫长的时期内,这方面的工作却始终停留在野外观察和现象描述方面[2,7~9],这主要是因为化感作用是在较长时期内发生,并常被掩盖在明显的种内 (间)竞争中,加上非生化环境因素同微生物的介入、干扰,使其研究受到了很大的影响。近年来由于众多学科的联合,加之科学技术的进步,使这一学术领域逐渐活跃起来,并且获得了较大的进展[3~ 5,8,10]。但是,由于该学科内容广泛,研究者的专业结构复杂,所采用的研究方法不尽一致,因而研究结果缺乏可比性。为此,本文就该内容作一综述,试图为其继续深入的研究提供一些思路。 1 化感作用的研究方法

大肠埃希菌耐药机制研究进展

大肠埃希菌耐药机制研究进展 【摘要】大肠埃希菌是典型的革兰氏阴性杆菌,致病性大肠埃希菌更是临床上最常见的病原菌之一。近年来,大肠埃希菌的耐药株不断增多,特别是多重耐药株的出现增多,使临床大肠埃希菌病的预防和治疗十分困难。本文对大肠埃希菌耐药现状以及耐药性机制的研究进行了综述,为防治大肠埃希菌耐药性的产生及合理用药提供帮助。 【关键词】大肠埃希菌;耐药机制;细菌生物膜 【文章编号】1004-7484(2014)05-2897-02 大肠埃希菌是存在于人和动物肠道内的一类正常菌群,但当大肠埃希菌侵入到人体其他部位或器官时,则会导致感染。近些年,致病性大肠埃希菌特别是泛耐药大肠埃希菌临床监测率逐年升高,本文针对大肠埃希菌耐药性机制以及耐药现状的研究进行综述。 1 大肠埃希菌的生物学特性 1.1大肠埃希菌概述 大肠埃希菌(E. coli)是肠杆菌科埃希氏菌属的代表菌,于1885年被Escherichia首次发现并命名为大肠埃希菌,简称大肠埃希菌。为兼性厌氧菌,生长温度范围为15~45℃。营养要求不高。大多数大肠埃希菌能发酵多种糖类并产气。一般大小为0.4-1μm,长1.7-3μm。无芽孢,多数菌株周身有鞭毛,能运动。有菌毛。

大肠埃希菌有O、K、H、F四种抗原,抗原构造比较复杂,O抗原为脂多糖,组成细胞壁的耐热成分;K抗原位于O抗原外层,与细菌的侵袭力有关,为酸性多糖;H抗原是位于鞭毛上的蛋白质,氨基酸的含量及排列顺序决定其特异性; F 抗原与大肠埃希菌的粘附作用有关。 1.2 大肠埃希菌分类和致病机理 大肠埃希菌是肠道内重要的正常菌群,在宿主免疫力下降或细菌侵入肠道外组织器官后就可以成为条件致病菌,引起肠道外感染。根据引起疾病的不同可将病原性大肠埃希菌分为三个致病型:肠道感染/腹泻型、尿道感染型和化脓性/脑膜炎型。致病性大肠埃希菌除具有一般的毒力因子,如内毒素、荚膜、Ⅲ型分泌系统等还具有自身一些特殊的毒力因子如粘附素与外毒素,二者主要能引起泌尿道感染和肠道感染。 肠道感染/腹泻型大肠埃希菌根据携带毒力因子的不同可以分为5类:肠产毒性大肠埃希菌(ETEC)、肠致病性大肠埃希菌(EPEC)、肠出血性大肠埃希菌(EHEC)、肠粘附性大肠埃希菌(EAEC)、肠侵袭性大肠埃希菌(EIEC)。引起泌尿道感染的大肠埃希菌大多来源于结肠,污染尿道,上行至膀胱,甚至肾脏与前列腺,为上行性感染。化脓性/脑膜炎型大肠埃希菌感染则可能得大肠埃希菌败血症。常由大肠埃希菌尿道和胃肠道感染引起。据陈立涛的研究的血流感染中产ESBLs大肠埃希菌检出阳性率约60%,且多药耐药严重[1]。此外新生儿脑膜炎的主要致病因子即为大肠埃希菌与B组链球菌约75%的大肠

细菌对抗生素耐药性的研究进展

细菌对抗生素耐药性的研究进展 摘要:随着抗生素的广泛使用,细菌的耐药性问题正在变得日趋严重和突出。本文就细菌抗药性的认识进行了探讨,简要综述了抗生素的抑菌机理、细菌的耐药机制、耐药菌的检测、耐药性产生因素以及预防。 关键词:抗生素;细菌;耐药性。 抗生素是能抑制细菌生长或杀死细菌的一类化学物质,绝大多数由微生物合成,临床上对控制、预防和治疗各种感染性疾病具有重要作用。抗生素的不合理使用,导致了耐药性细菌的出现和蔓延,成为全球关注的重要公共卫生问题[1]。根据耐药性产生的途径,细菌耐药性分为环境介导的耐药性和微生物本身介导的耐药性,后者又可分为内在性耐药性和获得性耐药性。一般来说,在正常的遗传背景和生理条件下产生的耐药性为内在耐药性;改变遗传背景并导致细胞生理条件的改变而产生的耐药性为获得性耐药性。 1、抗生素抑菌机理 依据抑菌作用方式的不同,可将抗生素分为三类:一类抗生素通过阻止糖肽交联来阻止细菌细胞壁合成,使细菌失去保护,并因渗透压或自溶酶作用最终导致死亡(如青霉素);第二类主要是通过与细菌细胞膜内磷脂结合(如粘菌素),或者合成异常蛋白质而导致病菌细胞膜透性增加(如氨基糖苷);第三类则是通过阻止细菌DNA(如喹诺酮类)、RNA(如利福平类)、蛋白质(如林可霉素类)的合成而抑菌或杀菌[2]。 2、耐药性产生机制 细菌耐药性的发生是细菌适应不利环境而得以生存的一种防御性策略。细菌产生耐药性的主要机制有特异性耐药(包括酶对抗生素的修饰和灭活以及药物作用靶点的突变和过度表达)和非特异性耐药机制(包括改变膜的通透性、增强膜对抗生素的外排功能以及形成生物被膜)。细菌在复制过程中会不断地经历基因突变,通过改变或者取代那些正常情况下与抗生素结合的细胞内分子,从而消除药物的靶点或形成代谢拮抗剂与药物争夺靶点,细菌便有机会因基因突变而衍生出不受抗生素作用的抗药性后代[3]。也有人认为抗生素的耐药基因和合成基因在

农田杂草抗药性及其检测鉴定方法

文章编号:1003-935X(2002)02-0001-05 农田杂草抗药性及其检测鉴定方法 王庆亚1 ,董立尧1 ,娄远来2 ,张守栋 1 (1.南京农业大学,江苏南京210095;2.江苏省农业科学院,江苏南京210014) 摘要:杂草的抗药性是杂草综合治理中存在的重大难题之一,本文根据国内外已报道的文献,对农田杂草抗药性的现状与发展,抗药性杂草产生的原因和机理以及抗药性杂草的检测鉴定方法作一综述。 关键词:杂草抗药性;抗性机理;检测鉴定 中图分类号:S451 文献标识码:A 收稿日期:2002-05-28 基金项目:江苏省/十五0攻关项目(BE2001346)。 随着除草剂使用量的大幅度提高,杂草抗药性问题也越来越突出,这已引起了许多领域科学家的极大关注。最近10余年来,杂草抗性的研究已涉及到抗性杂草的分布、危害、抗性机理、防治对策及抗性杂草的利用等许多方面 [1,2] 。 我国应用除草剂较晚,且由于各作物所用的除草剂品种多、更新快,一定程度上延缓了抗性杂草的产生和发展,但也有少数杂草存在抗药性的报道,如稗草对丁草胺、日本看麦娘对绿麦隆、草对绿磺隆、牛筋草对氟乐灵、猪殃殃和麦家公对2,4-D 等已产生抗性[3] 。 1 杂草抗药性的现状及发展 自1942年发现和利用2,4-D 以来,农田化学除草已成为全球农业生产的重要组成部分,世界除草剂每年的产量约占化学农药总量的40%~50%(1995年数据)。许多发达国家每年平均1hm 2 农田使用除草剂达1~1.5kg,使用范围遍及各种作物田。除草剂大量和高频率地使用,形成了巨大的选择压力, 导致杂草种群内产生适应性的突变体,形成抗药性,产生抗药性突变体的发生频率一般为10-3 ~10 -20[4] 。Fischer 等观察到,由于数 量有限的禾本科除草剂的连续使用及杂草控制措施的失败,使水稗(Echinochloa phyllo -po gon )和水田稗(E .oryzoides )明显表现出抗性[5] ,已成为美国加州水稻田中最严重的杂草。敌稗是应用于稻田防治稗草最早的特效除草剂品种,在长期连年使用的条件下导致世界各地的稗草、芒稗、晚稗均产生了抗药性,抗性水平提高5倍以上 [6] 。 杂草抗药性相对于病虫抗性的发展还是缓慢的,因为杂草生育周期长,繁殖率低,除草剂的开发与使用在农药领域时间相对较短;此外,新的除草剂品种的不断开发,使得品种更替迅速,而且多品种混用及多种剂型,使用方法也不同(如除草剂与农业防治的综合使用),加上耕作方式不同,延缓了抗药性杂草的产生。 20世纪60年代以前,鲜有杂草抗药性的报道,直到1970年Ryan 首次报道了玉米田连续10余年使用三氮苯类除草剂西玛津和阿特拉津,使欧洲千里光(Senecio vulgaris )产生了抗药性。经四年,这种抗性几乎遍布全美国,自此关于杂草抗药性的报道日益增 ) 1)杂草科学 2002年第2期

植物化感作用的机理及应用前景_陈静雯

2008年第43卷第11期生物学通报13 植物之间以各种物理或化学的方式相互联系,相互影响,经过长期的进化,部分物种能向周围环境分泌化学物质,以使其在与其他物种的竞争时取得优势,这种自卫方式称作植物的化感作用。植物的化感作用对周围生物产生的有利或不利的影响,在农作物耕作制度的治理安排、农田杂草控制、作物的虫害和病害的防治以及减少连作障碍危害等方面起着重要的作用。 1化感作用机理 1.1化感物质植物的化感物质都是次生物质,这类物质的结构较简单。Rice(1974)把各种化感物质归纳为14种:水溶性有机酸、直链醇、脂肪族醛和酮、简单不饱和内脂、长链脂肪酸和多炔、苯醌、蒽醌和复醌,简单酚、苯甲酸及其衍生物,肉桂酸及其衍生物、香豆素类、类黄酮、丹宁、类萜和甾类化合物、氨基酸和多肽、生物碱和氰醇、硫化物和芥子油苷和嘌呤和核苷。化感物质的分类有很多方式,种类也有很多,以下2类是在植物体内含量较多的化感物质。 1.1.1酚类这类化感物质比其他种类化感物质的总量还要多。它们主要存在于樟科等26种植物类群中,由于它们的水溶性和成盐性,因此易于被雨水淋溶,被土壤吸收。同时它们的分子量跨度大。 1.1.2萜类这类化合物是次于酚类的第2大类化感物质。这类化合物是主要的挥发性物质,但是它的水溶性差,雨水很难将其淋溶到土壤中。许多菊科植物含有大量的萜类化感物质(周凯,2004)。 1.2化感物质的释放途径植物的化感作用是通过向周围环境释放化感物质而实现的,化感物质存在于植物的花、果实、种子、茎、叶和根中,其存在部位不同导致释放途径也不同。 1.2.1淋溶水溶性的化感物质通过雾,雨水等作用溶解,通过植物的表面淋溶、转移到植物的根部或者其他部位,对周围的植物发生直接或者间接的作用。桉树属、香桃木属(Myrthus Linn.)和臭蝽属(Alanthus Desf.)等植物释放的酚类化合物,就是从叶面溢出再进入土壤后,才能表现出对亚麻(Linum usitatissinum)的抑制效应(李绍文,1989)。 1.2.2挥发植物活体的地上部分或者枯落叶通过分解释放出了具有挥发性的物质,在挥发性化感物质中,萜类化合物是最主要的。菊科的加州蒿(Artemisia canifornica)和唇形科的鼠尾草(Salvia leucophylla)产生的萜类物质会对周围植物的生长产生抑制作用(李绍文,2001)。 1.2.3根部分泌和残根的分解植物的根部直接分泌出化感物质,对周围植物发生的直接或者间接的作用,这是化感物质影响地下种子库以及根系活动的主要形式。 1.2.4植株的分(降)解植物组织腐败后通过微生物的降解产生了化感物质,黄利群等(2000)研究得出杉木根桩在分解过程中就会释放酚类物质,影响下一代杉木的生长。 同一种植物所释放化感物质的途径可以有多种,例如王大力等(1996)研究表明豚草主要通过挥发、雨水淋溶、根系分泌等方式向周围环境释放化感物质,影响其他植物的生长发育,而使自身蔓延生长。淋溶和挥发也没有特别明显的界限,在一定条件下可以相互转化。 1.3化感物质的作用机理化感作用是通过化感物质的作用实现的。任何一种化感物质都能够影响 植物化感作用的机理及应用前景 陈静雯张丽 (北京师范大学生命科学学院北京100875) 摘要植物的化感作用是植物进化出的一种保护自身生存的方式,通过向环境中释放化学物质促进或抑制自身和其他植物的生长,抑制作用较为常见。化感作用既可以被人类应用于农业除杂草,又是入侵物种强有力的武器,合理地利用化感作用将是保持生态平衡,同时创造农业经济效益的关键所在。详细介绍了植物化感物质种类、作用机理,最后讨论了植物化感作用的应用前景。 关键词植物化感作用化感物质作用机理应用前景 中国图书分类号:Q946.8文献标识码:A

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