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【資料圖】

新京報訊（記者周懷宗）在千萬年的進化中，植物和害蟲形成了復雜的攻防關(guān)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，記者從中國農(nóng)科院獲悉，一項新的研究發(fā)現(xiàn)，水稻在害蟲來臨時，會通過揮發(fā)物警告周邊的同類，并啟動防御機制。該研究由中國農(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)新團隊完成，研究結(jié)果以封面文章發(fā)表在《新植物學家（New Phytologist）》。

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，并且迅速啟動防御準備。中國農(nóng)科院供圖

在植物與植物交流中，蟲害誘導植物揮發(fā)物可以被鄰近植物識別，迅速進入“預警狀態(tài)”，為后續(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報道，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)物在稻株互作中可能發(fā)揮重要作用，然而有關(guān)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。

在此次研究中，科研團隊系統(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。

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途徑相關(guān)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。

該研究系統(tǒng)揭示了二化螟為害誘導水稻揮發(fā)物對鄰近稻株直接和間接抗蟲防御的調(diào)控機理，有助于深入理解植物-植物、植物-植食性昆蟲間的協(xié)同進化關(guān)系和機制，同時也為制定稻田害蟲綠色防控新策略和新技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)。

該研究得到了國家自然科學基金和中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程等項目的資助。

編輯 張樹婧

校對 盧茜