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为什么植物嫁接不会排斥(植物为什么要嫁接才能长果实)

来源: 文学类型网 时间:2023-10-21
为什么植物嫁接不会发生排异反应?

因为植物和脊椎动物采用了不同的免疫系统,可以理解为植物和脊椎动物在面对自然选择的压力时采取的不同的适应环境的对策。

从演化论的角度来说,自然界生物的免疫系统分成两套,一套是较早出现的,较原始,但是也较为普遍的免疫系统,称之为Innate Immune System(IIS),中文叫“先天免疫系统”。

这一套系统地球上所有生物都有;而另一套是较晚才出现的,只有在有下颌骨的脊椎动物身上才有的Adaptive Immune System(AIS),中文叫“后天免疫系统”。也就是说,咱们脊椎动物身上有IIS和AIS两套免疫系统,而植物只有先天免疫系统(IIS)一种。

先天免疫识别精度比较低,但是反应快,打击范围广,所谓大炮打蚊子是也。这种免疫防御机制的*一个优点就是反应速度快,因为先天免疫所使用的“武器”一般都是化学类的大杀器,这些化学物质的合成和分解速度都是能以小时甚至是分秒计算的,所谓分分钟要你命三千。而且这些化学物质破坏的都是入侵病原体的“命根子”(比如代谢途径,养分吸收途径,分裂繁殖机制之类的),正因为如此,先天免疫反应的副作用也很明显,就是病原体的这些“命根子”,同时也是植物的命根子,地球生物毕竟还是同源的,很多代谢途径,养分吸收方式和分裂繁殖方式这些涉及到生物生存的根基都是类似的,你要是破坏这些机制,难免会误伤自己,所以植物在遭受病害时候会出现枯萎或者凋零的现象,就是属于杀敌一千,自损五百,为了不让病害在植株上继续扩散,要么自杀要么断臂,这听起来好像不太利于植物生存啊,那怎么办呢?不要紧,植物在另一点天赋上有加成,那就是再生能力,我掉个叶子,枯萎个枝干没啥,再长出来就是了,IIS这种原始的防御机制是没有记忆力的,植物长出新叶子了,下次遇到同样的病害,就再自残一次,再长出新叶子,反正水,二氧化碳和矿物质用起来不要钱,18年,哦不,18天后又是一条好汉。

植物的先天免疫系统的识别精度低的另外一个“好处”,就是既然防护机制这么粗糙,那触发这种防护机制的阈值也相对较高,这就不至于使得植物一遇见什么外来异物就开始疯狂自残……这种对非自体(non-self)的相容能力,免疫学上称之为tolerance(耐受)。植物因为免疫系统只有IIS,在识别准确度上比较粗糙,在某些情况下就不太会分辨谁是自体(self)谁是非自体(non-self,包括外来异物,病原体,同种移植),所以如果植物觉得那个外来物看起来跟自己免疫相容,看对方表型挺像是自己人或者亲戚的,那就接受了对方大家一起愉快的玩耍吧。

嫁接不会改变植物的基因,为什么嫁接后的植物具有了抗逆性?

因为嫁接一般都是采用一种优化组合,也就是会选用适应力更强,抗逆性更好,根系发达的树种来做嫁接砧木。

同种植物相互嫁接较易成活,为什么同种动物器官移植却会产生排斥反应呢?

LS的有个谬论,造成排斥的应该是非特异性免疫,因为该过程不涉及产生记忆细胞。高等动物免疫调节中,有一种专门的移植免疫,不同生物个体间由于供体与受体间遗传背景的差异(表达的MHC等识别物也有差异),在免疫应答中,会被作为抗原引发免疫反应。

而植物,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”,这一点主要针对病原体。但是植物细胞表面没有组织相容性抗原,故嫁接也不会发生免疫。

嫁接是利用植物受伤后具有愈伤的机能来进行的。嫁接时,使两个伤面的形成层靠近并扎紧在一起,结果因细胞增生,彼此愈合成为维管组织连接在一起的一个整体。

植物为什么会嫁接成功

因为原植物是提供养料的,而嫁接上的部分是提供更好的基因,这样有利于收获时果实的质量,只要这两种植物不会互相排斥,嫁接地成功能保持原品种性状不变,是某个植物种群得以延续

为什么植物可以嫁接,而动物不行?

人类器官移植就类似于植物嫁接,当然也是可以的,而且已经有了猪等动物和人的异种移植。动物比植物的构成相对更复杂一些,器官移植时会面临相对更困难的免疫排斥。

植物的嫁接主要见于人类培育的各种植物,因为不同的植物根系吸收的营养物质有一定的区别,因此嫁接可以使嫁接枝条上的果子具备不大相同的口感或者外观性状,因此人们多利用嫁接来改变植物果实的口感。嫁接一般需要使接穗与砧木的形成层紧密结合,形成层是木质部和韧皮部之间的一种分生组织,分为维管形成层和木栓形成层。

维管束中含有角度丰富的水通道,木栓形成层是向木质部过度的植物组织,逐渐死亡形成致密的木质部。嫁接后由于植物局部组织的损伤,植物也会形成类似于人类瘢痕的组织,也是由于组织下包缺乏分化能力的结果,靠纤维组织等将缺口封闭,周围的形成层和树皮等组织生长逐渐将其覆盖,但是也会形成一个树瘤,内部的组织生长更混乱,加工木材遇到树瘤时难度更大一些。

相对而言植物没有动物这样充满血液含有丰富免疫细胞的血液系统,因此没有动物那样强的免疫排斥,即便嫁接的纸条或者嫩芽不能存活,植物本体受到的影响较小。而动物由于血液系统和免疫系统的存在,若引入了性质差异较大的细胞组织,因为细胞表面抗原的不同,会激活人体的免疫排斥,甚至引起强烈的血液免疫排斥反应导致凝血等,引发强烈的全身反应。

因此,动物的器官组织在移植之前需要进行血型和免疫测试,避免恶性事件的发生。相对而言对人类更友好的动物是哺乳动物,由于哺乳动物的历史较短,不同的物种历史上分化的时间较短,细胞表面抗原等还保留了一些相似度,经过特殊生物化学处理的就可以避免免疫排斥,若不经处理也勉强能用,但是冒的风险会更大。

如今不少*正在研究基因敲除猪,目的是敲除猪的内源性逆转录病毒为人类提供可移植的器官。而目前已经可以利用猪的角膜、牛的瓣膜为一些急需移植的患者提供治疗,这些组织相对来说需要的处理少一些,主要是利用试剂洗去表面的一些蛋白质抗原。

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