Segíthet referenciák hozzáadásával vagy a közzé nem tett tartalom eltávolításával. További részletekért lásd a beszélgetés oldalt .
Az allelopathia (görög allelon , reciprok és pátosz , fájdalom) olyan biológiai jelenség, amelynek során egy szervezet egy vagy több biokémiai anyagot termel, amelyek befolyásolják más szervezetek csírázását , növekedését , túlélését és szaporodását. Ezek az interspecifikus kommunikációban részt vevő biokémiai anyagok allelokémiai anyagok (vagy általánosabban ektomonok ) néven ismertek, állatok által is előállított vegyületek), és kedvező (pozitív allelopathia) vagy káros (negatív allelopathia) hatással lehetnek az általuk megcélzott organizmusokra és közösségre. Az allelokémiai anyagok a másodlagos metabolitok egy része , amelyek nem szükségesek az allelopátiás szervezet metabolizmusához (azaz növekedéséhez, fejlődéséhez és szaporodásához). A negatív allelopátiás hatású allelokémiai anyagok fontos részét képezik a növények növényevők elleni védekezésének.
Az allelokémiai anyagok termelését biotikus tényezők, például a rendelkezésre álló tápanyagok , valamint abiotikus tényezők, például a hőmérséklet és a pH befolyásolják .
Az allelopathia bizonyos növényekre, algákra , baktériumokra , korallokra és gombákra jellemző . Az allelopátiás kölcsönhatások fontos tényező a fajok eloszlásának és bőségének meghatározása szempontjából a növényközösségeken belül, és számos invazív növény sikere szempontjából is fontosnak tartják őket . Konkrét példákért lásd a varjúhagymát ( Empetrum hermaphroditum ), a foltos gombát ( Centaurea maculosa ), a fokhagymamustárt ( Alliaria petiolata ), a Casuarina / Allocasuarina nemzetségbe tartozó fajokat és a nutsedge-t .
Azt a folyamatot, amelynek során egy növény a rendelkezésre álló erőforrások (például tápanyagok, víz vagy fény ) nagyobb részét megszerzi a környezetből, anélkül, hogy a környező növényekre bármilyen vegyi hatást gyakorolna, az erőforrásokért folyó versenynek nevezzük. Ez a folyamat nem negatív allelopathia, bár a két folyamat együtt működhet a növényfajok túlélési arányának javításában.
A allelopátia kifejezés görög eredetű allelo és Pathy (jelentése: „kölcsönös kár” vagy a „szenvedés”), alkalmaztuk először 1937-ben az osztrák professzor Hans Molisch a könyvben Der Einfluss einer Pflanze auf die Andere - allelopátia ( " A növények egymásra gyakorolt hatása - Allelopathia ") német nyelven jelent meg. Ezzel a kifejezéssel leírta azokat a biokémiai kölcsönhatásokat, amelyek révén egy növény gátolja a szomszédos növények növekedését. 1971-ben Whittaker és Feeny a Science folyóiratban publikált egy tanulmányt , amely az allelokémiai anyagokat az organizmusok közötti összes kémiai kölcsönhatásként határozta meg. 1984-ben Elroy Leon Rice az allelopátiáról szóló monográfiájában kibővítette a meghatározást, hogy belefoglalja az egyik növény közvetlen pozitív vagy negatív hatását egy másik növénybe vagy a mikroorganizmusokba a biokémiai anyagok természetes környezetbe történő felszabadulása révén . Az elkövetkező tíz évben ezt a kifejezést más kutatók a szervezetek közötti szélesebb kémiai kölcsönhatások leírására használták, és 1996-ban az International Allelopathy Society (IAS) az allelopathiát úgy határozta meg, hogy "A növények, algák, baktériumok és gombák, amelyek befolyásolják a mezőgazdaság és a biológiai rendszerek növekedését és fejlődését. A közelmúltban a botanikai kutatók kezdtek visszatérni az egyik növény által termelt és egy másik növényt gátló anyagok eredeti meghatározásához. A kérdést tovább összezavarva a zoológusok kölcsönvették a kifejezést a gerinctelenek, például a korallok és a szivacsok közötti kémiai kölcsönhatások leírására .
Már jóval az allelopathia kifejezés használata előtt az emberek megfigyelték az egyik növény negatív hatásait a másikra. Theophrastus élt ie 300 körül, észrevette, hogy a gátló hatását disznóparéj a lucerna . Kínában, az első évszázad körül, a Shennong Ben Cao Jing , a mezőgazdaságról és a gyógynövényekről szóló könyv szerzője 267 növényvédő képességgel rendelkező növényt ismertetett , beleértve az allelopátiás hatású növényeket is . 1832-ben De Candolle svájci botanikus azt javasolta, hogy a termesztett növények váladékai feleljenek a talajbetegségnek nevezett mezőgazdasági problémáért.
Az allelopathiát a környezetvédők nem fogadják el általánosan . Sokan azzal érveltek, hogy annak hatása nem különböztethető meg attól a versenytől, amely akkor következik be, amikor két (vagy több) szervezet megpróbálja ugyanazt a korlátozott erőforrást használni, egyikük vagy mindkettő kárára. Az allelopathia az egyik szervezetre gyakorolt közvetlen negatív hatás, amely egy másik anyagnak a környezetbe történő bejutásából ered. Az 1970-es években egyes kutatók nagy erőfeszítéseket tettek a verseny és az allelopátiás hatások megkülönböztetésére, míg az 1990-es években mások azzal érveltek, hogy a hatások gyakran összefüggenek egymással, és nem lehet őket könnyen megkülönböztetni.
1994-ben azonban Liu és Lowett, az Armidale-i Új-Angliai Egyetem Agronómiai és Talajtani Tanszékéről ( Új-Dél-Wales , Ausztrália ) két cikket írt a Journal of Chemical Ecology folyóiratban, amelyek módszereket dolgoztak ki az allelokémiai hatások és a egyéb versenyhatások, árpa növények felhasználásával és az allelokémiai vegyületek közvetlen vizsgálatára szolgáló módszer feltalálásával. 1994-ben Nilsson, az Umeå-i Svéd Agrártudományi Egyetem helyszíni tanulmányában kimutatta, hogy az Empetrum hermaphroditum által kiváltott allelopathia körülbelül 40% -kal csökkentette az erdeifenyő palánták növekedését , és hogy az E. hermaphroditum verseny alatti földalatti erőforrása volt a felelős a növekedés csökkenésének fennmaradó részére. Ehhez a munkához PVC csöveket helyezett a talajba, hogy csökkentse a föld alatti versenyt, szénnel látta el a talaj felszínét az allelopathia hatásának csökkentése érdekében, valamint a két módszert kombináló kezelést.
Az allelokémiai anyagok vagy az ektomonok nagyrészt szekunder metabolitokként osztályozhatók , amelyeket általában olyan vegyületeknek tekintenek, amelyeknek nincs szerepük a növények túlélése szempontjából elengedhetetlen anyagcsere- folyamatban . Ezen vegyületek között vannak fenolsavak, flavonoidok , terpenoidok , alkaloidok és glükozinolátok . Ezek az allelokémiai anyagok gyakorlatilag az összes növényi szövetben jelen vannak; származó gyümölcsök , virágok , levelek a szár a gyökerek és rizómák . A pollen és a magok szintjén is . Ők mentesülnek a növény a környezet négy ökológiai folyamatok: párolgással , kimosódás , gyökér váladék (ebben az esetben beszélünk teletoxia ) és lebomlását növényi maradványokat.
Az allelopátiás kölcsönhatások gyakran több különböző vegyület együttes hatásának az eredményei. A befogadó növények biológiai aktivitása az allelokémiai anyagok koncentrációjától függ, vagyis a válasz csak akkor bocsát ki emissziót, ha az allelokémiai anyagok koncentrációja elér egy bizonyos küszöbértéket.
A szomszédos növények között létrejövő interferencia elsősorban a környezeti erőforrásokért: a vízért, a fényért és a tápanyagokért folyó verseny hatásainak tulajdonítható. Így számos növényfaj olyan molekulákat szintetizál, amelyek képesek gátolni a környezetükben növő növények csírázását és növekedését. A mobilitás hiánya miatt a növényeknek alkalmazkodniuk kellett más organizmusok, például rovarok, gombák és baktériumok ragadozó támadásaihoz is ; ezt kémiai védekezési mechanizmusokkal, amelyeknek több funkciója lehet. Lehet rovarölő , antimikrobiális, még bizonyos gyomirtó szereknél is. Jelenleg több mint 30 000 másodlagos metabolit ismert a magasabb rendű növények fitokémiai elemzésének köszönhetően.
A növények egyik sajátossága, hogy számos olyan vegyületet képeznek, amelyek szerepe a sejt szintjén nem tűnik szükségesnek, miközben képesek az egész növény szintjén lenni. Az a tény, hogy ezek a vegyületek nem találhatók meg minden fajban, azt jelzi, hogy nem lépnek be az általános anyagcserébe, és hogy nem gyakorolnak közvetlen funkciót a növényi organizmus alapvető tevékenységeinek szintjén: másodlagos metabolitok.
Ezek az allelokémiai vegyületek általában kis molekulatömegű molekulák, amelyek lehetnek hidrofilek vagy lipofilek. Ezen vegyületek között vannak fenolsavak, kinonok és terpének . Ide tartoznak a katechin , az ellagsav , a tellimagrandinek , a szalicilsav , a polifenolokból származó ferulinsav ; a kinonok közül p-benzokinon és DMBQ; A monoterpének között 1,8-cineol, 1,4-cineol, pinén.
Az allelopátiás vegyületek természetes gyomirtóként viselkednek; gyakran többféle cselekvési helyük van, és eltérő hatást gyakorolnak a célszervezetekre. Néhány allelokémiai anyag gátolja a fotoszintézist, ami lassítja a fototrófok növekedését. A B-1,2,3-tri-O-galloil-4,6- (S) -hexahidroxi-fenoil-d-glükóz (tellimagrandin II) gátolja a PSII-t azáltal, hogy megakadályozza a Qa és Qb kinonok közötti elektronátadást (Leu és mtsai, 2002) , valamint a közönséges cirok Sorghum bicolor -ból származó p-benzokinon . A Scytonema hofmannii cianobakterin gátolja az elektron transzportot a PSII akceptor helyén. A Fischerella sp Fischerellin A négy különböző helyen megszakítja az elektron transzportot.
A fenolsavak megzavarhatják a növény ásványi anyag felszívódását: a szalicilsav (o-hidroxi-benzoesav) és a ferulinsav (4-hidroxi-3-metoxi-fahéj) gátolja a K + ionok felszívódását az Avena sativa gyökereiben . A gátlás mértéke a fenolsav koncentrációjától és a pH -tól függ ( a pH csökkenése a fenolos vegyületek felszívódásának növekedéséhez, tehát a gátláshoz vezet). Ez a zavar annak a ténynek köszönhető, hogy a fenolsavak depolarizálják a gyökérsejtek membránpotenciálját, ami módosítja a membrán permeabilitását és ezáltal az ionok, mind az anionok, mind a kationok effluvium sebességét. A depolarizáció mértéke növekszik a fenolsavak, különösen a szalicilsav koncentrációjának növekedésével.
A kinonok aktivált oxigént generálnak, felelősek toxicitásukért.
Néhány anyag befolyásolja a gének expresszióját a célszervezetekben. A gazda gyökerei által kibocsátott DMBQ (kinon) gátolja a parazita növények fejlődését azáltal, hogy szabályozza a sejtciklus szabályozásában, az aktin és a tubulin szintézisében, a növényfal meghosszabbításában és a GTP-kötő fehérje szintézisében szerepet játszó egyes gének expresszióját. A Mentha spicata l-karvon, származékai (limonén, p-cimén és izoprén) és általában a telítetlen p-mentán motívummal rendelkező terpenoidok indukálják az Arthrobacter nemzetség baktériumainak bph génjeinek expresszióját, amelyek felelősek a PCB-k katabolizmusáért . valószínűleg a monoterpénekben található izoprén szerkezetek receptorai, amelyek felelősek e gének expressziójának szabályozásáért. De a különböző folyamatok, amelyek révén sok növény szennyezésre reagálva kiválasztja a baktériumok katabolikus genotípusait, rosszul érthető.
Az illékony monoterpének számos csoportja gátolja a növények növekedését, mint például az 1,8-cineol (eukaliptol), az 1,4-cineol, a pulegone, az alfa és a béta-pinene. Az 1,4-cineol gátolja egyes gyógynövények gyökérnövekedését azáltal, hogy gátolja az Asn-szintázt a glutamin kötőhelyén.
A növény növekedésének gátlása a transzmitter növény fejlődésének korai szakaszában a legerősebb. A fiatal vízitorma ( Avena caudatus ) növények lepidimoidot és poliszacharidokat bocsátanak ki a gyökereken keresztül, amelyek befolyásolják a növények vagy mikroorganizmusok növekedését és differenciálódását. A cirok maximális gátlásának foka 4 hét növekedés után érhető el. A növényi maradványok bomlása gátolhatja vagy stimulálhatja a szomszédos növények növekedését; a legsúlyosabb gátlás a bomlás legkorábbi szakaszában jelenik meg, majd a gátlás elmúlik, amikor a stimuláció fokozatosan megjelenik.
A védekezési reakciók kiváltói olyan molekulákkal rendelkeznek, amelyek fertőzés hiányában képesek kiváltani a tipikus védekezési válaszok legalább egyikét, például a fitoalexinek szintézisét. A kiváltók két osztályát jellemezték: általános kiváltók, például patogének (exogén) és növények által termeltek (endogén) és specifikus kiváltók. Az általános kiváltók , a poliszacharid típusok, a lipid vagy (gliko) fehérje a specifikus kiváltókkal ellentétben nem reprodukálja a gént a génfelismerési specificitás érdekében. Három fő típusú poliszacharid jellegű kiváltót azonosítottak: β-1,3 és β-1,6 glükánok és kitin a gombafalakból és oligogalakturonidok , galakturonsavmaradékok a növényi sejtekből származó pektinből származó α-1,4 kötésben falak. Az ezen kiváltók által kiváltott védekezési válaszok jellege és intenzitása a polimerizáció mértékétől és a növénytől függ . Valószínűleg második generációs jelként avatkoznak be a vételi-transzdukciós kaszkádba, amely részt vesz a védelmi válaszok kifejezésében. A lipid jellegű kiváltók közül az arachidonsav és más telítetlen zsírsavak előállítják az oxilipineket , amelyek hatékonyan aktiválják a fitoalexinek szintézisét . Azok a növények, amelyek a talajszennyezésre reagálva befolyásolják a baktériumközösségek szerkezetét, azok, amelyek gyökerei áteresztőek a szennyező anyagoknak.
Három ökológiai folyamat révén jutnak el a növényből a környezetbe: illékonyodás, gyökérváladék és a növényi maradványok lebontása. A maximális hatás a gyökerek közelében jelentkezik.
A gátlás mértéke függhet a táptalaj pH-jától, amely többé-kevésbé megkönnyíti az allelokémiai anyagok bejutását a célsejtekbe. A poliacetilén és a tiofén bioaktívabb az UV-A hatásának kitéve. Gátló hatásukat a fény aktiválja. Egyes anyagok csak akkor hatnak a célszervezetekre, ha állandóan frissen felszabaduló vegyületekkel vannak kitéve. A növényi váladékokban jelenlévő különféle vegyületek közötti szinergetikus hatások megfigyelhetők. A célszervezetekre gyakorolt negatív hatások, például egy gátlás, soha nem érik el a hatékonyság 100% -át, hogy ne támogassák a rezisztencia kialakulását.
A másodlagos metabolitok a növények más élőlényekkel való koevolúciójának fő eszközei, ami ezen vegyületek diverzifikációját eredményezte. Ez egy olyan együtt evolúció, amely az élőlények szerveződésének minden szintjére érvényes, a baktériumoktól a gombákig, a rovaroktól az emlősökig, ami a növény fejlődésének minden szakaszában kifejeződik.
Az együttfejlesztés két területét részesítették előnyben:
Mozdulatlansága miatt a növényeknek fizikai és kémiai védekezéseket kell használniuk, beleértve a toxikus metabolitokat is, hogy túléljék a rovarok, baktériumok és gombák támadásait, és versenyezzenek a fényért és az erőforrásokért más növényekkel. A ragadozók elleni védekezésben az allelopátiás vegyületek lehetnek inszekticidek, gombaellenes szerek, anti-patogének (fitoanticcininek és fitoalexinek). Kétféle védekezés létezik:
Egy molekula toxicitása mindig relatív, és egy bizonyos fajokra mérgező vagy visszataszító molekula vonzó lehet mások számára, akik a toxicitás útjait előnyükre megkerülik vagy elterelik.
A kémiai védekező anyagok szintézise és hatékony felhasználása állandó kompromisszumot jelent a növények költsége és haszna között. Ezeket a mechanizmusokat a védelmi molekulák szintézisének energiaköltségéhez kell viszonyítani.
Ez az allelopathia szigorú változata: a növények kiválasztása vagy kiválasztása olyan gátló anyagokkal, amelyek csökkentik vagy megakadályozzák a közelben lévő más növények növekedését.
Az allelopathiát aktív versenystratégiának tekintik, mert befolyásolja az egyének azon képességét, hogy csökkentse más egyének teljesítményét. A növények kapcsolati funkciója másodlagos metabolitjaik rendkívüli sajátosságán alapul.
Ezért lehet a gátlás specifikus, és egyes esetekben ugyanazon faj egyedeire jobban, mint mások.
Megfontolhatjuk, hogy itt nem a verseny tényleges elindulásáról van szó, hanem az ellenséges környezetben (sivatagban) történő átmeneti növekedés megakadályozásáról ideiglenesen kedvező feltételek mellett, mivel az erőforrások az azonos fajba tartozó egyedek számának függvényében vannak. terület. A növekedés korlátozásával ezek az egyének így támogathatják fejlődésüket, miközben megőrzik képességüket a versenyképességre és a környezetükhöz való alkalmazkodásra. Például, ha a sivatagi cserjék azonnal reagálnak a heves esőzésekre, gyors növekedéssel, akkor felülírhatják az aszályos időszak túlélési képességét, amelyre a szervezet gyenge fejlődése felkészült.
A jelenséget a félénkség rések , a távolság a korona egyes fafajok, lehetővé teszi, hogy korlátozza az átviteli paraziták egyik fáról a másikra. Ezt a távolságot az illékony fitohormonok kibocsátása okozza . Értelmezhető inkább együttműködésnek, mint versenynek.
A különféle fajok közötti verseny fajok közötti verseny. A környezetben korlátozott mennyiségben jelen lévő erőforrások előirányzására szolgál. Ez lehet táplálkozási erőforrás (fény, víz, ásványi sók), vagy a hely felhasználása. Mivel a növények mozdulatlanok, a földalatti és a légi környezettel folytatott cserék hatalmas felületeit élvezik, hogy kielégítsék a rögzített autotróf élőlények iránti igényeiket. Minél nagyobb a cserefelülete, annál inkább gyűjti a növény a jeleket, amelyek lehetővé teszik a fejlődésének modulálását a környezeti erőforrások hatékony felhasználása felé.
A versenynek kitett növény a másodlagos metabolitoknak köszönhetően védi és védi cserefelületeit.
A versenyben lévő egyedek többségét ezért gátlásnak kell alávetni, miközben a biomassza teljes termelése a maximum felé halad. Olyan célnövényekről beszélünk, amelyek mérgező vegyületeket ragadnak meg.
A gyökérzet által termelt tényezők itt fontos szerepet játszanak, a levelek alacsony hozzájárulással.
Az Artemisia és az Eucalyptus nemzetség 1,8-cineolt bocsát ki, amely erős allelokémiai szer, amely gátolja számos gyógynövény növekedését.
Egy növény többféle allelopátiás vegyületet bocsáthat ki. Az allelopátiás anyag többé-kevésbé specifikus a célszervezetek tekintetében, több fajra is képes hatni, többé-kevésbé távoli filogenetikailag.
Az Ailanthus altissima fa ailanthone-t bocsát ki, amely a Brassica juncea , az Eragrostis tef , a Lemna minor és a Lepidium sativum növekedésgátlója . Ennek a fának a kivonatai, amelyek aktív vegyületekként tartalmaznak kaszinoidokat ( lebomlott triterpének ), amarolidot, acetil-amarolidot és 2-dihidroxi-alantont is, gátló hatást gyakorolnak a rovarok Pieris sp , Platyedra sp és a levéltetvek növekedésére is .
Ezeknek a talajban és a levegőben felszabaduló illékony anyagoknak számos hatása van: idézhetjük a mitózis gátlását a gyökérmerisztémák szintjén , a sztómák nyitásának csökkenését , a fehérjeszintézis egyes enzimjeinek gátlását . A gyökerek sokféle kis molekulatömegű molekulát bocsátanak ki a rizoszférában . A rizoszféra a gyökerek, a kórokozók , a hasznos mikrobák és a gerinctelenek közötti kölcsönhatás fontos helyszíne .
Allelopátia is érinti a vízi világ, a zárvatermők , epifitonok és fitoplankton .
A édesvízi zárvatermő Myriophyllum spicatum ( Haloragaceae ) durranógázt algicid és cyanobactericidal polifenolok ( ellaginsav , katechin, stb), a legaktívabb amelyek tellimagrandine II , amely gátolja a fotoszintézist a cianobaktériumok és más phototrophs , és inaktiválja enzimekkel extracelluláris sejtek ezen organizmusok által komplexképzéssel .
A cianobaktériumok Scytonema hofmannii (via cyanobacterin ) és Fischerella muscicola (via fischerellin A ) jár el ugyanígy a fotoszintézisre.
Allelochemical kölcsönhatás is fontos a verseny zooplankton , például a lakosság a copepod Diaptomus tyrreli csökken a jelenlévő anyagok által kibocsátott copepod Epischura nevadensis .
A növények autotrófák . Egyesek azonban nem képesek táplálni magukat, és parazitaként élnek. A parazitát tartós fajok közötti kapcsolatként definiálják, ahol az egyik partner, a parazita a második, a gazda rovására él, akit az egyesület károsít. A gazdaszervezet tehát a parazita lakókörnyezetét képviseli. A parazita kapcsolat kialakulása a parazita életciklusának döntő szakasza, és a két partner találkozásától függ. Az egyik legismertebb példa a fagyöngy , de sok parazita (3000–5000 faj) van, amelyek fotoszintetizáló képességüktől függően hemiparazitáknak vagy holoparazitáknak minősülnek .
Ha a kimenet a nyugalmi A magokat a hemiparasitic striga asiaticából egy haustorium fejleszt képező többsejtű tömeg szakosodott gyökérzet, hogy megtámadják a befogadó gyökerek és ez szolgál a fiziológiás közötti vezetéknek a parazita és a gazdaszervezet források, hogy felszívja a növény. Az autotrofikus életből a heterotróf életbe való átmenetet a haustoria kialakulása révén a Scrophulariaceae család hemiparazitáiban az okozza, hogy a parazita gyökereihez alkalmazzák a gazda növény gyökértényezőit. Számos kinon és fenol okozza ezt a jelenséget azáltal, hogy a gazdanövény ozmotikus potenciáljára hat . Ez módosítja szerkezetét, és jelet ad a parazitának, hogy kezdeményezze a haustoria morfogenezisét.
A fő vegyület a 2,6-dimetoxi-benzokinon (DMBQ). Gyökérváladékokban kerül felszabadításra a rizoszférába , vagy a fenolsavak oxidációja, amely ezeknek az elválasztásoknak a fő összetevője.
Válasz a talaj szennyeződéséreA gyökerek szelektív hatást gyakorolnak a baktériumközösségekre, amely részben növényspecifikus.
A növények fokozhatják a szennyeződések eltávolítását a talajból azáltal, hogy stimulálják a degradációs mikrobiális aktivitást.
Számos növény, különböző környezetekben és különböző szennyező anyagokra reagálva, katabolikus genotípusokban gazdagítja az endofita baktériumok és a gyökérgolyó populációit. A dúsítás a szennyezők természetétől és mennyiségétől, valamint a növényfajtól is függ. Ezek a baktériumok valószínűleg megvédik a növényeket a szennyező anyagok mérgező hatásaival szemben.
Az allelopátiás vegyületek ezért szerepet játszhatnak a fitoremediációban, mivel jelentős aktivitásuk van a baktériumok és a növények közötti információs jelekben.
SzimbiózisA növények és a mikroorganizmusok kapcsolata nem mindig ellentmondásos. Néhány szimbiózis ugyanolyan összetett, mint a kórokozók és a növény közötti kapcsolat, és ugyanolyan fontos következményekkel jár a mezőgazdaság számára.
A parazitizmus és a szimbiózis között strukturális és funkcionális hasonlóságok vannak. Néhány parazita szimbiontává és fordítva válhat a környezettől, a növény fiziológiai állapotától és a főhősök genetikai változatosságától függően.
A szimbiotikus kapcsolatban álló növények többségének számos szimbionta van:
MycorrhizaeEgyesületek a gomba és a gyökér , mikorrhiza a leggyakoribb szimbiózis a föld alatt. A növényi táplálkozásban betöltött szerepük mellett segítenek megvédeni a gyökereket a talajban található patogén mikroorganizmusoktól.
CsomókEgy baktérium vagy egy cianobaktérium és általában egy gyökér társulása inkább bizonyos növénycsaládokra jellemző.
A metabolitok nagyon fontos szerepet játszanak a szimbiontusok és a gazdaszervezetek közötti felismerési folyamatban. Mivel ez vegyi párbeszédet jelent a főszereplők között molekuláris jelek révén, amelyek flavonoidok.
A göbök esete a legismertebb: a növény olyan flavonoidokat termel, amelyek vonzzák a baktériumokat és serkentik a nodulációs faktorok termelését. A növény ezeket a NOD faktorokat kémiailag érzékeli a receptorok által, és cserébe több flavonoidot termel, ami elindítja a nodózist.
A mikorizák esetében a folyamatok ugyanazok, kivéve, hogy a gomba és a gazdája közötti kapcsolat nem túl specifikus. Az endoszimbiózis jelátviteli út tehát gyakorlatilag közös mind a gombában, mind a baktériumban.
A gyökérváladékokban található egyes vegyületek természetes szubsztrátként szolgálhatnak a baktériumok génjeinek indukciójához a talaj szennyező anyagainak katabolizmusához. A Mentha spicata l-karvon és más terpenoidok fontos induktorai a PCB (poliklórozott bifenolok, szennyező anyagok) kometabolizmusának az Arthrobacter sp .
Nitroaromás vegyületek által okozott szennyezés , valamint szénhidrogén- szennyezés céljából az alk B (alkán- mono- oxigenáz) és az ndo B (naftalin-dioxigenáz) fenotípusok dúsulása figyelhető meg az ntd Aa (2-nitrotoluol-reduktáz) fenotípusokban . Az alk B fenotípusban való gazdagodás a gyökér belsejében (endofita baktériumok), míg az ndo B-ben való gazdagodás a gyökérgolyóban történik. A kőolajnak kitett Scirpus pungenok a talajt ndo B genotípusokkal gazdagítják, míg a legtöbb növény alk B-vel gazdagítja. Az endofita baktériumok növelik a növények képességét, hogy ellenálljanak a kórokozóknak, a növényevőknek és más növényeknek.
Az allelopathia lehetséges alkalmazásai a mezőgazdaságban sok kutatás tárgyát képezik. A jelenlegi kutatások a gyomnövények, a növények gyomnövényekre és a növények növényekre gyakorolt hatására összpontosítanak . Ez a kutatás elmélyíti annak lehetőségét, hogy az allelokémiai anyagokat növekedésszabályozóként és természetes herbicidekként használják a fenntartható mezőgazdaság előmozdítása érdekében. Ezen allelokémiai anyagok közül számos kereskedelemben kapható vagy nagy léptékben készül. Például a Leptospermone feltételezhetően termokémiai a citromfában ( Callistemon citrinus ). Bár kereskedelmi gyomirtóként túl gyengének bizonyult, kémiai analógja, a mezotrion (Callisto kereskedelmi név) hatékonynak bizonyult. A kukoricában levő széles levelű gyomok elleni védekezés céljából értékesítik, de a gyepen a rákfű ellen is hatékony védekezésnek tűnik . Sheeja (1993) a Chromolaena odorata és a Lantana camara gyomok allelopátiás kölcsönhatásáról számolt be néhány fontos növényen .
Számos fajta mutat erős allelopátiás tulajdonságokat, amelyek közül a rizst ( Oryza sativa ) vizsgálták a legjobban. A rizs allelopátiája fajtájától és eredetétől függ: A Japonica rizs allelopátiásabb, mint az Indica és a Japonica-Indica hibrid. A közelmúltban a rizs allelopátiájáról és a gyomkezelés lehetőségéről szóló kritikai áttekintés azt jelentette, hogy a rizs allelopátiás tulajdonságai mennyiségileg öröklődnek, és hogy az allelopathiában szerepet játszó számos tulajdonságot azonosítottak.
Számos invazív növényfaj befolyásolja az őshonos növényeket az allelopathia révén. Az állítólagos allelopathia híres esete a sivatagi cserjékben található. Az egyik legismertebb korai példa a Salvia leucophylla , mivel 1964-ben a Science folyóirat borítója volt . Feltételezik, hogy a cserjék körüli csupasz területeket a cserjék által kibocsátott illékony terpének okozták . Az allelopathiával foglalkozó számos tanulmányhoz hasonlóan azonban ez is mesterséges laboratóriumi kísérleteken és indokolatlan extrapoláción alapult a természetes ökoszisztémákra. 1970-ben a Science közzétett egy tanulmányt, ahol a cserjék ketrecbe rakása a rágcsálók és madarak kizárása érdekében lehetővé tette a fű növekedését csupasz területeken. Ennek a történetnek a részletes története megtalálható Halsey 2004-ben.
Az allelopathiáról kimutatták, hogy az erdőkben döntő szerepet játszik , befolyásolja a növényzet növekedésének összetételét, és magyarázatot ad az erdő regenerációs mintáira is. A fekete dió ( Juglans nigra ) termeli az allelokémiai juglont , amely egyes fajokat erősen érint, másokat egyáltalán nem. Egyes eukaliptuszfajok levélalom- és gyökérváladékai allelopátiásak egyes talajmikrobák és egyes növényfajok számára. Az Ailanthus altissima mirigyes fokhagyma gyökereiben allelokémiai anyagokat termel, amelyek sok növény növekedését gátolják. A természetben lévő magasabb növények által felszabadított allelokémiai anyagok értékelési aránya drámaian felgyorsult, ígéretes eredményekkel jár a terepi szűrés során.
A fokhagyma mustár inváziós növényfaj Észak-Amerika mérsékelt égövi erdeiben. A sikere lehet részben a kiválasztás egy azonosítatlan allelochemical amely zavarja mutualisms gyökerei között őshonos fák és mikorrhiza gombák .