為活命,害蟲也會“拉幫結派”
科技日報訊 (記者瞿劍)記者近日從中國農業科學院(以下簡稱“中國農科院”)瞭解到,該院植物保護研究所“轉基因作物安全評價與管理”團隊,揭示了水稻害蟲褐飛蝨藉助二化螟誘導的水稻揮發物、規避農業有益昆蟲稻蝨纓小蜂對其卵寄生的生態和生化機制,為理解“蟲害誘導植物揮發物”調控昆蟲種羣生態功能提供了新的視角。相關研究成果新近在線發表於生物科學期刊《生命》(《eLife》)上。
據中國農科院植物保護研究所研究員李雲河介紹,在植物—昆蟲的長期協同進化過程中,一些害蟲誘導的植物揮發物,會被以植物活體為食的昆蟲加以利用,從而提高這些昆蟲自身的存活率和繁殖率。該團隊在前期研究中,明確了褐飛蝨對二化螟為害的稻株具有顯著的取食和產卵偏愛性,但當時的研究並未明確這種偏愛行為的內在驅動力究竟是什麼。
研究人員推測,褐飛蝨偏愛與二化螟共享寄主植物,可能與逃避天敵有關。基於這一假設,該團隊進一步研究發現:褐飛蝨單獨為害水稻時,所誘導的水稻揮發物對稻蝨纓小蜂具有顯著的引誘作用,而二化螟為害水稻時,所誘導的水稻揮發物對稻蝨纓小蜂具有顯著的排斥作用;當褐飛蝨與二化螟共享寄主水稻時,水稻產生的揮發物對稻蝨纓小蜂的引誘作用會顯著降低,甚至逆轉為排斥作用。温室和田間試驗證實,褐飛蝨與二化螟共享寄主水稻後,纓小蜂對該水稻上褐飛蝨卵的寄生率最高會下降80%。
由此,研究人員得出結論,二化螟為害稻株所釋放的揮發物,對稻蝨纓小蜂有顯著的排斥作用,而褐飛蝨正是利用這一特點,選擇與二化螟共棲在同一寄主植株上,以逃避其天敵稻蝨纓小蜂。
該研究被《生命》期刊遴選為Top15%論文,並邀請領域內知名專家深入解讀了該研究成果在植物—昆蟲協同進化方面的理論價值及其在害蟲防控方面的實踐意義。