當害蟲來襲 水稻會迅速警告同類

新京報訊（記者周懷宗）在千萬年的進化中，植物和害蟲形成了複雜的攻防關係，即便是不能說話的植物，也會進化出相應的資訊傳遞和防禦機制。

近日，記者從中國農科院獲悉，一項新的研究發現，水稻在害蟲來臨時，會透過揮發物警告周邊的同類，並啟動防禦機制。該研究由中國農業科學院植物保護研究所抗病蟲作物生態安全評價與利用創新團隊完成，研究結果以封面文章發表在《新植物學家（New Phytologist）》。

二化螟為害誘導的水稻揮發物可以被鄰近稻株感知和識別，並且迅速啟動防禦準備。中國農科院供圖

在植物與植物交流中，蟲害誘導植物揮發物可以被鄰近植物識別，迅速進入“預警狀態”，為後續潛在蟲害脅迫提前做好防禦準備。當蟲害來臨時，處於“預警狀態”的植物會表現出更快的反應能力、更強的抗性和耐受性。該現象在玉米、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，因此蟲害誘導揮發物在稻株互作中可能發揮重要作用，然而有關蟲害誘導揮發物介導的稻株間資訊交流的研究少有報道。

在此次研究中，科研團隊系統研究了蟲害誘導植物揮發物（HIPVs）在稻株間資訊交流過程中發揮的生態調控功能，發現二化螟為害誘導的水稻揮發物可以被鄰近稻株感知和識別，迅速啟動防禦準備，當鄰近水稻遭受二化螟為害時能夠啟動更快更強的防禦反應。

研究結果顯示，暴露於二化螟誘導揮發物的稻株，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基因表達顯著上調，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髮育。此外，暴露於二化螟誘導揮發物的稻株，受二化螟為害後，其揮發物的釋放量明顯增加，增強了鄰近稻株的間接防禦反應。

該研究系統揭示了二化螟為害誘導水稻揮發物對鄰近稻株直接和間接抗蟲防禦的調控機理，有助於深入理解植物-植物、植物-植食性昆蟲間的協同進化關係和機制，同時也為制定稻田害蟲綠色防控新策略和新技術提供了理論基礎。

該研究得到了國家自然科學基金和中國農業科學院科技創新工程等專案的資助。

編輯 張樹婧