房裕東

有這樣一種植物，植株不過十幾厘米高，長著狹長的葉片，開著小小的黃花，一點兒也不起眼，很多從它身邊走過的人都沒注意過它。但就是這樣一種低調(diào)的植物，卻有著十分頑強(qiáng)的生命力，只要受到足夠多的寄主植物信號分子的刺激，它那“休眠”長達(dá)20年的種子都能萌發(fā)。它就是獨腳金。

每當(dāng)天氣炎熱，人們食欲不佳時，就會往飯菜中添加一些消暑化食的藥材，獨腳金便是其中一種。這是因為獨腳金具有健脾消積、清熱殺蟲之功效，可以輔助治療小兒食欲不振、消化不良、泄瀉、黃疸肝炎、喉癢咳嗽疾病。這么說來，獨腳金是一種對人體健康頗有益的植物，可為什么它會有“巫婆草”這樣的別名呢？

神出鬼沒的“巫婆草”

獨腳金是玄參科獨角金屬半寄生草本植物，主要分布于亞洲、非洲和大洋洲的熱帶與亞熱帶地區(qū)，我國南方地區(qū)的某些省份，如福建、廣東、廣西、貴州、海南、湖南、江西、臺灣、云南等可見。獨腳金為專性半寄生雜草，寄主為禾本科植物，如小麥、玉米、水稻、高粱、甘蔗等，可嚴(yán)重為害這些作物。尤其在非洲，獨腳金是讓人痛恨的寄生雜草。爆發(fā)時，會導(dǎo)致莊稼嚴(yán)重減產(chǎn)，甚至顆粒無收。

獨腳金的種子感應(yīng)到寄主植物的存在后，便會以極快的速度萌發(fā)，但它的萌發(fā)并不是傳統(tǒng)意義上的生根發(fā)芽。獨腳金沒有真正的根，從種子中萌發(fā)出的是一種稱為吸器的結(jié)構(gòu)。吸器是一種變態(tài)的寄生根，可以穿透寄主植物根部周圍的防護(hù)組織，從寄主植物的根中吸取養(yǎng)分供自己生長?！吧癯龉頉]”正是獨腳金的可怕之處—當(dāng)人們看到它的苗鉆出地面時，其實它早已成功寄生，而這時，對作物的一切搶救措施都為時晚矣。一片密密麻麻的獨腳金在枯苗旁驕傲地開著小花，仿佛在炫耀自己的戰(zhàn)果。正因為獨腳金神出鬼沒，又嚴(yán)重為害農(nóng)作物，所以人們才形象地稱它為“巫婆草”。

獨腳金的繁殖能力相當(dāng)強(qiáng)。一株成年獨腳金能產(chǎn)生近10萬粒種子。它的種子非常小，直徑只有約0.3毫米，可以輕易地借助風(fēng)、水、動物等“旅行”到各地。種子具有頑強(qiáng)的生命力，即便休眠20年，仍然有50%的萌發(fā)率。可以說，一旦某塊田地爆發(fā)獨腳金，這塊田地基本就不能種莊稼了。難怪小小的“巫婆草”曾經(jīng)讓無數(shù)非洲人民不得不放棄祖祖輩輩耕作的土地，背井離鄉(xiāng)。

巧妙利用 完美萌發(fā)

獨腳金強(qiáng)大的破壞能力引起了科學(xué)家的興趣。他們想知道，到底是什么刺激了獨腳金種子的萌發(fā)。

1966年，美國科學(xué)家?guī)炜说热耸状螐拿藁ㄖ蟹蛛x鑒定到能夠顯著誘導(dǎo)獨腳金種子萌發(fā)的小分子物質(zhì)。隨后幾十年，科研人員相繼在高粱、玉米等多種作物中分離鑒定到這種物質(zhì)，并將其命名為獨腳金內(nèi)酯。

獨腳金內(nèi)酯是一種新型植物激素，由植物根部向土壤分泌，主要由類胡蘿卜素代謝產(chǎn)生。植物分泌獨腳金內(nèi)酯的本意是希望以它為信號，去找到與根共生的叢枝菌根真菌，以促進(jìn)菌絲分枝。叢枝菌根真菌是一類生活在土壤中的真菌，它們與植物的根達(dá)成了非常默契的合作關(guān)系：真菌從植物中獲得營養(yǎng)物質(zhì)，植物則通過真菌菌絲大大提高從土壤中吸收水分和無機(jī)鹽的效率，兩者互惠互利，密不可分。卻不承想，這一完美的合作關(guān)系被獨腳金所利用—寄主植物尋找“小伙伴”的信號，竟成了獨腳金的種子尋找寄主并打開寄主大門的鑰匙。

獨腳金的種子非常小，儲藏的能量也很少，如果不能迅速找到寄主植物的根，就會因為缺乏營養(yǎng)而死掉。聰明的獨腳金學(xué)會了通過環(huán)境中獨腳金內(nèi)酯的濃度來判斷自己與寄主植物根部的距離。只有當(dāng)環(huán)境中的獨腳金內(nèi)酯達(dá)到一定濃度（這時，獨腳金的種子和寄主植物的根部的距離往往在3毫米以內(nèi)），獨腳金的種子才會萌發(fā)。獨腳金的種子萌發(fā)后，會徑直朝寄主植物的根部生長，這樣才能在自身能量耗竭之前穿透寄主植物的根部，并及時獲得能量補(bǔ)充。

至此，我們終于揭開了“巫婆草”的神秘面紗。原來，導(dǎo)致作物減產(chǎn)甚至絕收的不是別人，正是深受其害的寄主植物自己。

獨腳金內(nèi)脂的重要作用

當(dāng)然，獨腳金內(nèi)酯不僅能幫植物找到共生真菌，讓“巫婆草”趁機(jī)打開寄主植物的大門，也對植物自身的生長發(fā)育起著重要的調(diào)節(jié)作用。比如，參與調(diào)控根系生長、根毛伸長，與生長素和細(xì)胞分裂素協(xié)同調(diào)控作物的分枝發(fā)生等。

分蘗是禾本科植物在地面以下或接近地面處所發(fā)生的分枝。早期生出的能抽穗且結(jié)實的分蘗稱為有效分蘗，晚期生出的不能抽穗且不結(jié)實的分蘗稱為無效分蘗。分蘗的多少、分蘗的速度、分蘗的相關(guān)性等是苗期形態(tài)管理的一項重要指標(biāo)。實驗顯示，不能合成獨腳金內(nèi)酯的植物，分蘗明顯增多，植株普遍矮小，往往呈“一蓬亂草”的樣子。以水稻為例，每株水稻最終能結(jié)出多少稻穗，更多取決于基部有效分蘗的數(shù)量，而有效分蘗又是決定水稻株型和產(chǎn)量的重要性狀之一，所以，人們可以通過調(diào)整水稻體內(nèi)獨腳金內(nèi)酯的含量來調(diào)控水稻的有效分蘗，從而研發(fā)出更高產(chǎn)的水稻品種。

另外，對獨腳金內(nèi)酯合成和信號傳導(dǎo)的研究對于減輕寄生植物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的危害也具有重要意義，同時為開發(fā)新型除草劑、培育抗寄生植物侵襲的作物提供了理論基礎(chǔ)。

【責(zé)任編輯】諶 燕