摘要:中國科學院武漢植物園入侵生態學學科組博士肖轢在研究員丁建清的指導下,研究多種植食性昆蟲(不同食性和取食方式)和兩種重要的植物外源激素(茉莉酸甲酯和水楊酸)對烏桕(Triadica sebifera)地上地下直接防禦(次生代謝物)和地上間接防禦(花外蜜)的影響。此外,咀嚼和刺吸式植食性昆蟲、以及植物激素(茉莉酸,水楊酸)能誘導植物地上和地下的不同化學防禦,並能影響植物的防禦類型及這些防禦之間的關係。

植物經常受到具有不同取食類型的多種昆蟲的攻擊,並且對這些昆蟲誘導的防禦反應有很大差異。例如,植食性昆蟲可誘導植物的一般和特異性反應,進而改變後續植食性昆蟲的直接和間接防禦。不同的誘導防禦類型(局部與系統誘導,單一與多重誘導防禦)可能取決於植食性昆蟲的種類與取食方式。越來越多的證據表明,植食性昆蟲的種類決定了植物的特定生理和防禦反應,但尚不清楚植食性昆蟲在不同防禦類別中能夠在多大程度上誘導植物的高度特異性和廣泛的化學變化。因此,研究植物防禦反應中特異性的演化可以爲理解植物與植食性昆蟲相互作用的複雜性提供新的見解。

中國科學院武漢植物園入侵生態學學科組博士肖轢在研究員丁建清的指導下,研究多種植食性昆蟲(不同食性和取食方式)和兩種重要的植物外源激素(茉莉酸甲酯和水楊酸)對烏桕(Triadica sebifera)地上地下直接防禦(次生代謝物)和地上間接防禦(花外蜜)的影響。研究結果表明,植食性昆蟲類型可以極大地改變直接防禦和間接防禦的誘導。此外,咀嚼和刺吸式植食性昆蟲、以及植物激素(茉莉酸,水楊酸)能誘導植物地上和地下的不同化學防禦,並能影響植物的防禦類型及這些防禦之間的關係。這些結果反映了植物防禦性狀進化的複雜性,以及植物防禦誘導的高度特異性,有助於促進對植物防禦系統的理解,可以更好地瞭解植物和昆蟲之間的進化相互作用。

該研究得到國家重點研究發展計劃(2017YFC1200100)、國家自然科學基金(31370404,31770414)的支持,相關研究成果以Herbivore-specific induction of indirect and direct defensive responses in leaves and roots爲題發表在國際期刊AoB PLANTS上。

植食性昆蟲對植物誘導防禦反應研究取得進展

圖1 不同誘導條件下,烏桕次生代謝物在植物地上地下部分的分配。

植食性昆蟲對植物誘導防禦反應研究取得進展

圖2 不同類型次生代謝物對各種植食性昆蟲和外源激素誘導的響應及各類防禦的相互關係。

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