2023-02-09 10:05:11
在千萬年的進化中,植物和害蟲形成了復雜的攻防關系,即便是不能說話的植物,也會進化出相應的信息傳遞和防御機制。
近日,中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所抗病蟲作物生態(tài)安全評價與利用創(chuàng)新團隊系統(tǒng)研究了蟲害誘導植物揮發(fā)物(HIPVs)在稻株間信息交流過程中發(fā)揮的生態(tài)調(diào)控功能,發(fā)現(xiàn)二化螟為害誘導的水稻揮發(fā)物可以被鄰近稻株感知和識別,迅速啟動防御準備,當鄰近水稻遭受二化螟為害時能夠啟動更快更強的防御反應,揭示了蟲害誘導揮發(fā)物調(diào)控鄰近稻株抗蟲防御反應的生化和分子機理。
在植物與植物的交流中,蟲害誘導植物揮發(fā)物可以被鄰近植物識別,使其迅速進入“預警狀態(tài)”,對后續(xù)潛在蟲害脅迫提前做好防御準備。當蟲害來臨時,處于“預警狀態(tài)”的植物會表現(xiàn)出更快的反應能力、更強的抗性和耐受性。該現(xiàn)象在玉米、番茄和茶樹等多種植物中均有發(fā)現(xiàn),但具體的分子和生化機制有待深入解析。水稻是我國重要的糧食作物,通常密集種植,因此蟲害誘導揮發(fā)物在稻株間互作關系中可能發(fā)揮重要作用,然而有關蟲害誘導揮發(fā)物介導的稻株間信息交流的研究少有報道。
該團隊的研究結(jié)果顯示,暴露于二化螟誘導揮發(fā)物的稻株在二化螟為害時,稻株組織中茉莉酸和蛋白酶抑制劑相關基因表達顯著上調(diào),茉莉酸和蛋白酶抑制劑的含量也隨之提高,顯著抑制二化螟幼蟲的生長發(fā)育。此外,暴露于二化螟誘導揮發(fā)物的稻株,受二化螟為害后其揮發(fā)物的釋放量明顯增加,增強了鄰近稻株的間接防御反應。