近(jin)日，中(zhong)國(guo)農科院(yuan)植(zhi)物(wu)保護研究所抗病蟲(chong)作物(wu)生(sheng)態安全評(ping)價與利用創新團隊系(xi)統(tong)研究了蟲(chong)害(hai)誘(you)導植(zhi)物(wu)揮發物(wu)（HIPVs）在稻株間信息交流過程(cheng)中(zhong)發揮的(de)生(sheng)態調控功(gong)能(neng)(neng)，發現二(er)化螟為害(hai)誘(you)導的(de)水稻揮發物(wu)可以被鄰近(jin)稻株感知和識別(bie)，并迅速啟動防御準備，當鄰近(jin)水稻遭受二(er)化螟為害(hai)時(shi)能(neng)(neng)夠啟動更(geng)(geng)快更(geng)(geng)強(qiang)的(de)防御反(fan)應。
該研究(jiu)揭示了(le)蟲害(hai)誘(you)導揮(hui)發物(wu)調(diao)控鄰(lin)近稻株抗蟲防御(yu)反應的生(sheng)化和分子機理(li)，研究(jiu)結果以封(feng)面文章發表在《新植物(wu)學(xue)家（New Phytologist）》。
據介紹，在植(zhi)物(wu)與植(zhi)物(wu)交(jiao)流中，蟲(chong)害(hai)(hai)誘導植(zhi)物(wu)揮發物(wu)可(ke)以被鄰近(jin)植(zhi)物(wu)識別(bie)，迅(xun)速進入(ru)“預(yu)警狀態”，為后續(xu)潛在蟲(chong)害(hai)(hai)脅迫提前做好(hao)防(fang)御準備(bei)。當蟲(chong)害(hai)(hai)來臨(lin)時，處于“預(yu)警狀態”的(de)(de)植(zhi)物(wu)會表(biao)現出更快的(de)(de)反應能力、更強的(de)(de)抗性和(he)耐受(shou)性。
該現象在玉米、番茄和茶(cha)樹等多種植(zhi)物中(zhong)均(jun)有報道，但具體(ti)的(de)分子和生(sheng)化機制有待深入解析(xi)。水稻(dao)是(shi)我國重要的(de)糧食作(zuo)物，通(tong)常密(mi)集種植(zhi)，因此(ci)蟲(chong)害誘導(dao)揮發(fa)物在稻(dao)株間(jian)(jian)互(hu)作(zuo)中(zhong)可(ke)能發(fa)揮重要作(zuo)用，然而有關(guan)蟲(chong)害誘導(dao)揮發(fa)物介(jie)導(dao)的(de)稻(dao)株間(jian)(jian)信息交流(liu)的(de)研(yan)究少有報道。
研(yan)究結果顯示，暴(bao)露于二化(hua)(hua)螟(ming)誘導(dao)揮(hui)發(fa)物的稻株(zhu)在二化(hua)(hua)螟(ming)為(wei)害(hai)時，稻株(zhu)組織中茉(mo)莉(li)酸(suan)和蛋(dan)白(bai)(bai)酶抑制(zhi)劑途徑(jing)相關基(ji)因表達顯著(zhu)上調，茉(mo)莉(li)酸(suan)和蛋(dan)白(bai)(bai)酶抑制(zhi)劑的含量也隨之提高，顯著(zhu)抑制(zhi)二化(hua)(hua)螟(ming)幼蟲的生長發(fa)育(yu)。此外(wai)，暴(bao)露于二化(hua)(hua)螟(ming)誘導(dao)揮(hui)發(fa)物的稻株(zhu)，受二化(hua)(hua)螟(ming)為(wei)害(hai)后其揮(hui)發(fa)物的釋(shi)放量明顯增加，增強(qiang)了鄰近稻株(zhu)的間接防(fang)御反(fan)應。
該研究系統揭示(shi)了(le)二化螟(ming)為害誘導水(shui)稻揮(hui)發(fa)物對鄰近稻株直接和間(jian)接抗蟲防御的調控(kong)機(ji)理，有助于深入理解植(zhi)物-植(zhi)物、植(zhi)物-植(zhi)食(shi)性昆蟲間(jian)的協同進化關(guan)系和機(ji)制(zhi)，同時也為制(zhi)定稻田害蟲綠色(se)防控(kong)新策略和新技術(shu)提(ti)供了(le)理論基礎。