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牛至中的化学物质充当杀菌剂 — 生物策略 — AskNature

来源：花匠小妙招时间：2024-12-28 01:59

Picture of the oregano plant

生物策略

牛至中的化学物质可充当杀菌剂

牛至

Kathryn Krupin

图片：汉斯·林德在 Pixabay上的 / 公共领域 - 无限制

改变氧化态

氧化态是指元素获得或失去电子的程度——它可以对该元素的特性产生重大影响。例如，氧化数为+6的六价铬是已知的致癌物，而氧化程度较低（即“还原”）的三价铬的氧化数为+3，毒性较小。这种细菌，Acidiphilium cryptum，可以通过酶将铬从六价形式转化为三价形式。

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种群、害虫、疾病的生物防治

生态系统必须防止其中任何特定物种的数量过多，以及害虫和疾病的传播，以使生物体能够生存，而不威胁其他生物体或生态系统的灭绝。为了控制害虫和疾病，生命系统使用诸如开发抗体以及杀死或驱除害虫或致病生物体等策略。生态系统通过制衡来维持人口、害虫和疾病。例如，在湖泊中，捕食者、猎物和营养物质的平衡对于生态系统的正常运作至关重要。掠食性鱼类抑制了较小猎物鱼类的数量，从而抑制了以藻类为食的浮游动物的数量。当任何这些生物体的水平发生变化时，这种变化就会破坏整个生态系统的健康。

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感知环境中的化学物质（气味、味道等）

化学物质对于生命系统之间的信号和通信非常重要，无论是有意的（例如当两个生命系统试图相互寻找对方时）还是无意的（例如当植物发出化学信号时，食草动物可以利用化学信号来寻找美味的食物）。它们对于其他用途也很重要，例如导航或寻找矿物来源。但化学信号通常相对较弱，并且在穿过水或气体时会分散。因此，检测它们需要专门的能力，包括确定它们来自哪里的方法。一个众所周知的感知化学物质的例子是，蚂蚁沿着蚁群中其他蚂蚁留下的信息素踪迹来寻找优质和丰富的食物来源。

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发送化学信号（气味、味道等）

味道、气味和激素都是化学信号，可以漂浮在空气或水中，也可以施加到固体表面。化学品对于信号和通讯非常重要；即使是嗅觉不发达的人类，受到化学物质的影响也比我们意识到的要多。化学信号通常是特定于接收它们的生命系统的，并且通常相对较弱，在液体或气体中移动时会分散。为了确保化学信号到达目标，生命系统会产生独特的化学信号和传播方法。一个例子是由粪甲虫授粉的兰花，因此会散发出粪臭味来吸引它们。

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修改电子传输

电子传输对于帮助生物体产生能量和生存至关重要。一些物种可以以不同的方式改变电子的运动，使它们能够在各种条件下生存。

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Flowering plants

Plants 开花植物牛至

开花植物

被子植物分支（“容器种子”）：蒲公英、橡树、草、仙人掌、苹果

被子植物有 416 个科，包含约 300,000 个已知物种，是最多样化的植物群，它们分布在全球各地的各种栖息地。它们的特征是种子生长在子房内，而子房又包围在花中。然后花器官发育成无数种类和尺寸的水果，从枫树上简单的种子外壳到木瓜等复杂的肉质生长物。化石中已知的最古老的花 Montsechia vidalii 出现在 130 亿年前的侏罗纪时期。它们是草食动物的主要食物来源，这反过来又使它们成为食肉动物的间接食物来源。

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内容介绍战略潜力相关创新相关策略参考资料

牛至中发现的挥发性化合物通过破坏真菌的细胞膜来破坏真菌。

介绍

如果您曾经打开冰箱，发现新鲜农产品已经变成糊状、发霉的烂摊子，那么您就熟悉真菌的破坏力。如果没有针对此类微生物的某种保护，数千吨水果和蔬菜在到达我们的杂货店之前就会变质并被浪费。牛至已成为有效的植物保护分子的来源，产生的油和蒸气可防止真菌感染和食物腐败。

战略

事实证明，牛至和许多其他植物（桉树、迷迭香、百里香）具有内置的防御机制来抵御真菌攻击。它们通常以信使分子的形式存在于植物液体中，很容易蒸发到周围的空气中。如果一株植物受到真菌攻击，它会释放这些“挥发性有机化合物”来提醒周围的植物；挥发性有机化合物的接收将启动周围植物的自然防御反应。

挥发性有机化合物从形成真菌细胞膜的脂质分子中窃取电子，导致细胞膜破裂。

防御机制与这些挥发性有机化合物如何与真菌细胞膜相互作用有关。研究表明，牛至中的百里香酚和香芹酚会从形成细胞膜的脂质分子中窃取电子，导致细胞膜破裂。当牛至精油应用于葡萄藤时，可以减少 95% 的真菌生长。牛至也被证明可以有效保护玉米、木瓜、黄瓜、南瓜、芒果和番茄植物。

潜力

人们对将牛至中的挥发性有机化合物用于商业食品保鲜产生了浓厚的兴趣。在过去的几十年里，合成杀菌剂已被用来防止食物腐败。然而，这些合成化合物在土壤和地下水中不易降解，并且可能对多种生物体有毒。此外，真菌会对合成杀菌剂产生抗药性，需要使用更多的化学物质才能有效，这反过来又加剧了环境影响。另一方面，从植物中提取的精油的危害要小得多，因为它们不会长时间保留在土壤或水中，并且只需很少的量即可发挥作用。

目前，多家公司正致力于将植物源性挥发性有机化合物整合到食品包装中，作为人工防腐剂的替代品。这种创新可以从根本上改变我们的食品系统，减少浪费，减少对人类和环境的危害。

参考资料

“转录组数据清楚地表明，该处理触发了植物的先天免疫系统，其基因涉及水杨酸、茉莉酸和乙烯的合成和信号传导，激活发病机制相关蛋白以及植物抗毒素的合成。这些结果首次阐明了 EO-宿主-病原体之间的相互作用，并表明 EO 的抗真菌效率主要是由于触发了宿主植物内部的抗性途径。这对于生物农药、植物刺激产品的生产和研究以及抗性育种策略具有重要意义。”