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檀香为檀香科常绿半寄生小乔木,是世界上最为名贵的植物之一,有许多的用途。在檀香引种和栽培的实践中,人们发现檀香对于寄主的选择具有偏好性。在其它的寄生植物中的研究表明酸性磷酸酯酶对吸器的发育起着重要作用,而吸器发育是寄生植物寄生生活最为重要的生理过程,因此酸性磷酸酯酶决定着寄生植物的寄生特点。然而,酸性磷酸酯酶怎样决定植物寄生生理响应的?目前还不是十分清楚。
对于酸性磷酸酯酶在檀香半寄生生理响应和吸器发育中的作用,目前还未见有文章报道。目前还不确定檀香对寄主的偏好性是否与酸性磷酸酯酶有关。为探索檀香对寄主植物选择性的原因,以及理解酸性磷酸酯酶与檀香半寄生生理行为的关系,本课题开展了如下几个方面的实验:测定华南植物园檀香园内及周围61种寄主根际pH值;设置一个pH值梯度培养条件考察根际pH值对檀香生长发育的影响;用终点法测量檀香根部吸器中的酸性磷酸酯酶的最佳pH值;用磷酸铈显色法观察酸性磷酸酯酶在吸器细胞中的定位;再通过统计学方法分析同一pH值条件下,酸性磷酸酯酶的相对活性与相对应的檀香营养器官长度的相关性。
实验结果表明,绝大多数檀香的优良寄主根际pH值都分布在5-6左右,一般寄主和非寄主根际pH值大于6,而且二者具有统计学上的差异显著性。根际pH值梯度实验结果表明檀香苗在pH值为5.5的条件下的茎长和根长,明显比在其它pH值条件下要长,显著性分别达到0.05和0.01。最佳pH值测定实验结果显示酸性磷酸酯酶在pH值5.5时活性最大,高于或低于5.5,其活性会随之降低。亚细胞定位实验显示酸性磷酸酯酶主要分布在内质网的表面上,少数分布在细胞质中,在其它细胞器中没有分布。相关性分析表明檀香茎高和根长度和酸性磷酸酯酶相对活性高度相关,说明酸性磷酸酯酶可能存檀香树生长发育中起着重要作用。
根据上述结果可以推测,檀香树之所以对寄主植物有选择性,是因为优良寄主可以为檀香提供一个最佳pH值环境,使得檀香吸器中的酸性磷酸酯酶发挥最佳活性,从寄主根部的底物中水解出无机磷酸,通过吸器的转运将无机磷酸输送给檀香,供檀香树的半寄生需要。