世界上最吓人的根瘤（世界上最奇特的根）

根瘤菌(root nodule bacteria)是与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。这种共生体系具有很强的固氮能力。已知全世界豆科植物近两万种。根瘤菌是通过豆科植物根毛、侧根杈口(如花生)或其他部位侵入，形成侵入线，进到根的皮层，刺激宿主皮层细胞分裂，形成根瘤，根瘤菌从侵入线进到根瘤细胞，继续繁殖，根瘤中含有根瘤菌的细胞群构成含菌组织。根瘤菌进入这些宿主细胞后被一层膜套包围，有些菌在膜套内能继续繁殖，大量增加根瘤内的根瘤菌数，以后停止增殖，成为成熟的类菌体；宿主细胞与根瘤菌共同合成豆血红蛋白，分布在膜套内外，作为氧的载体，调节膜套内外的氧量。类菌体执行固氮功能，将分子氮还原成NH3，分泌至根瘤细胞内，并合成酰胺类或酰尿类化合物，输出根瘤，由根的传导组织运输至宿主地上部分供利用。与宿主的共生关系是宿主为根瘤菌提供良好的居住环境、碳源和能源以及其他必需营养，而根瘤菌则为宿主提供氮素营养。

葡萄根瘤蚜，属同翅目、瘤蚜科，1854年发现于美洲。

目前，根瘤蚜已广泛分布于全球约40余个国家和地区。世界葡萄主产国中仅智利宣称尚无根瘤蚜。由于根瘤蚜的传播对欧洲大陆的葡萄和葡萄酒产业造成了毁灭性的打击，1881年国际组织制定了世界上第一个防止危险性有害生物传播的国际条约《葡萄根瘤蚜公约》，并在1929年在罗马修改为《国际植物保护公约》。葡萄根瘤蚜也成为是世界上第一个检疫性有害生物。

一、根瘤病发病原因：

1907年Smith和Townsend证明了植物的根癌病是由细菌引起的。因此Braun在1947年提出肿瘤诱导因子假说(Tumor-inducing Principle，TIP)，认为细菌细胞的某种成分，如DNA可能是TIP。对致病因子的研究提供了某些有指导意义的建议。Kerr发现土壤杆菌的致病因子可以在植物肿瘤内转移到无毒的受体菌中去。Zaenen1974年发现所有Agrobacterium tumefaciens致病菌株都带有150～230Kb的大质粒，并指出这可能是Braun所预言的TIP。随后许多学者的工作都证明土壤杆菌的大质粒是致病所必需的。Watson在1977年的工作也证明大质粒是土壤杆菌致病所必需的。Genetello在1977年发现Ti质粒土壤杆菌的一种接合性质粒。Kerr1977年在平板培养基上转移质粒成功。

Ti质粒虽然是一种转移性质粒，但一般情况下并不容易从一个菌株转移到另一菌株中去，而需要一定种类的冠瘿碱(Opine)启动。章鱼碱(Octopine)诱导章鱼碱型Ti质粒转移，农杆菌素碱(Agrocinopine)A和B(存在于胭脂碱型菌株诱发的肿瘤中)能诱导胭脂碱(Nopaline)型Ti质粒的转移。胭脂碱则能诱导K84的代谢胭脂碱质粒的转移，而代谢胭脂碱质粒的转移能带动产细菌素质粒的转移。Ti质粒上有3个区域与致病过程有关:Vir区，它不进入植物基因组中去，其主要功能是参与肿瘤诱导的早期某些过程。T-DNA区，(TransferredDNA)它加入到植物基因组中去，携带的基因控制肿瘤的生长和冠瘿碱的产生，是最重要的DNA段。第3个区则控制细菌吸收和利用肿瘤组织内产生的冠瘿碱。病菌侵入植物细胞并使之致瘤分为4个步骤:（）1)根癌土壤杆菌与寄主植物伤口细胞结合;(2)T-DNA转移进植物细胞;(3)T-DNA整合进植物细胞核DNA。(4)T-DNA上致瘤基因的表达。一旦T-DNA与细胞核染色体整合后，就能稳定维持，随着细胞分裂而不断复制，致瘤基因表达使植物细胞无控制增生为肿瘤，这一过程实际上是一种天然的植物基因工程。

二、最有效的根癌病防治方法：

根癌病的生物防治根癌病病原细菌的寄主范围很广。但最常见的寄主及易感病的植物是果树，如核果类、桨果类、仁果类和坚果类。它是一种世界性植物细菌病害，带来巨大的经济损失。欧洲、南非的葡萄;美国的桃树、葡萄、苹果;澳大利亚的桃、李、杏根癌病都很严重。我国果树根癌病的发生、分布及造成的经济损失情况，还没有统计。据报导，葡萄根癌病在北方地区13个省、市均有不同程度发生，在辽宁、山东、内蒙古、河北;北京等地一些葡萄园病害十分严重。感病品种的发病率为30%～100%;甚至毁园、绝收。樱桃根癌病在山东、大连、河北等地发生严重。桃树根癌病在江苏、浙江、福建及上海郊区普遍发生。在上海市郊10个县，幼树发病率为20%左右，严重的果园植株发病率为90%以上。北京南口农场桃树根癌病发病率为58.2%～100%。1972年，Kerr从土壤杆菌中分离到放射土壤杆菌Agrobacterium radiobacter K84菌株，成功地对核果类果树根癌病进行生物防治。Kerr和Htay通过把放射土壤杆菌非致病菌株K84接种到敏感植物中，能够对植物冠瘿病有很好的生物防治作用。这种防治作用是由于K84产生了一种细菌素，现在被称为Agrocin84(简称为A84)，它能够选择性抑制致病性的放射土壤杆菌而对非致病性的菌株没有影响，A84的这一特性被应用于生物防治。

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