Annual Reviews | 种子防御研究进展

原创 林大新叶 生态科研笔记 2022-05-08 08:00

【摘要】

植物防御是探究植物如何防御天敌，但以往的研究主要集中在幼年和成熟植物影响器官的防御策略上。本文系统梳理了种子化学-物理防御策略，种子的防御策略往往和植物的其他性状有关联，而且种子的防御性状和成熟植物其他器官的防御性状是可以相互对应的。总体而言，种子的防御策略包括：(果实颜色或香气)吸引扩散媒介、提高扩散效率、调节种子萌发时间、提高幼苗存活率。种子扩散前和扩散后的防御方式和效率是有很大差异的。此外，种子-微生物的互作关系会影响土壤种子和幼苗的存活，近些年来也开始受到人们的关注，本文也总结了种子-微生物(包括真菌和共生细菌)互作关系的研究进展。

图1. 被子植物不同生活史阶段的防御策略

主要结论

不同器官的防御对比

多数情况下，植物的化学和物理防御能够有效地抵御天敌。通过比较不同器官的防御性状，有助于确定种子对捕食者和病原菌的防御策略。

植物防御和种子防御

现有的证据表明：在资源贫乏的环境中，植物对叶片和全株防御性状的投入增加，也反映在种子防御能力的增强。

种子大小与种子防御

种子机械强度（破碎单位质量的种子所需的能量）随种子质量的增加而下降，表明小种子比大种子在物理防御上有更高的效率。

化学和物理防御的权衡

随着种子质量的增加，物理防御的有效性下降。种子化学和物理防御之间的权衡在最小的种子中是最明显的。

种子休眠和种子防御

种子防御分配与种子休眠类型有关。快速萌发 (短休眠型) 型的种子在防御方面的投入较少。具有物理休眠的种子投入更多的物理防御而不是化学防御。生理休眠的种子在物理和化学防御投入上各不相同。

种子防御和种子持久性

土壤种子持久性与化学-物理防御投入关系没有统一的规律，种子防御的有效性受环境条件的影响。

种子与微生物互作关系

目前关于种子-微生物互作关系的研究很少；双子叶植物种子的真菌和细菌多样性很低。种子-微生物互作对种子、幼苗存活以及物种共存有重要意义。

种子对病原菌的拮抗作用

有些植物的休眠种子可能会对微生物 (如病原菌) 拮抗剂产生诱导反应，这些微生物拮抗剂是由包裹水果和种子的蛋白质和酶组成。

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