[科普中國]-寄生植物不同寄主間傳遞信號機制揭示

中國科學院昆明植物研究所吳建強課題組與德國馬普化學生態(tài)學研究所合作，發(fā)現(xiàn)了名為菟絲子的寄生草本植物具有在寄主植物間傳遞抗蟲信號能力。此項研究對于了解抗蟲系統(tǒng)性信號有重要意義，也對農業(yè)治理寄生植物危害提供了新的啟示。

寄生植物通過特殊的吸器從寄主獲取營養(yǎng)、水分等生長所需物質，影響寄主生長和繁殖。菟絲子就是旋花科的莖全寄生植物，能從寄主獲取很多物質，包括水分、營養(yǎng)、蛋白質、mRNA以及次生代謝物等。自然界中，菟絲子常能同時寄生在多個鄰近寄主上，從而將不同的寄主連接起來。

吳建強課題組與德方鮑德溫教授合作，創(chuàng)新性地提出了“菟絲子及其連接的不同寄主形成微群落”這一嶄新概念，并且發(fā)現(xiàn)在這種微群落中，菟絲子能在不同寄主植物間傳遞有生態(tài)學效應的抗蟲系統(tǒng)性信號。他們用菟絲子將不同寄主植物進行了連接，當對其中一株植物做昆蟲啃食處理后發(fā)現(xiàn)，被啃食葉片產生某種系統(tǒng)性抗蟲信號，能夠被傳遞到臨近未被啃食的植物上，從而激發(fā)其抗蟲響應；另外，系統(tǒng)性信號還能通過菟絲子傳遞到不同寄主形成的微群落，從而激發(fā)轉錄組和代謝物響應，并提高其抗蟲性。

該系統(tǒng)性抗蟲信號在不同物種間傳遞非常穩(wěn)定，甚至可以在不同科的寄主植物間傳遞，并激發(fā)抗蟲性，而且茉莉酸在此系統(tǒng)性信號的產生或傳遞過程中扮演著重要角色。他們的研究還指出，菟絲子傳導的抗蟲系統(tǒng)性信號產生和傳播速度非?？欤蠹s1厘米/分鐘，而且可以遠距離傳遞（超過100厘米）。菟絲子對大豆、煙草、野西紅柿等農作物有較大影響，可用來防止植物蚜蟲、斜紋夜蛾等蟲害。

曾在馬普化學生態(tài)學研究所攻讀博士、現(xiàn)在中科院昆明植物所的吳建強教授表示，盡管寄生植物一向被視為對寄主有害無益，但該研究表明，菟絲子在某些條件下可以幫助不同寄主之間建立起抗蟲防御聯(lián)盟。（記者顧鋼）

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