當昆蟲襲擊時寄主植物通過寄生蟲網(wǎng)絡傳遞警告信號

來自中國昆明植物研究所和耶拿大學普萊克化學生態(tài)研究所的科學家團隊發(fā)現(xiàn)，C絲子寄生植物(d絲子)不僅耗盡了宿主植物的養(yǎng)分，而且還是重要的“信息”。當昆蟲以寄主植物為食時，鄰近植物中的經(jīng)紀人。寄生藤(Dodder)是一種寄生藤蔓，通過將捕撈草(一種只有寄生植物的特殊器官，其功能與根部相似)插入寄主植物的莖中，迅速生長，纏繞并寄生其寄主植物。d絲子葡萄藤通?？梢詫⒉煌募闹髦参镞B接在一起形成網(wǎng)絡。如果網(wǎng)絡中的任何植物受到食草動物的攻擊，則未被攻擊的鄰近植物中的防御基因的表達被激活。

C絲子屬植物具有豐富多彩的民間名稱，如巫師的網(wǎng)，魔鬼的膽量，扼殺皮重或女巫的頭發(fā)。它們是葉無根寄生蟲，在寄主植物上生長而不接觸土壤。他們的haustoria滲透他們的寄主植物提取水和營養(yǎng)素。D絲子葡萄藤將其血管系統(tǒng)與宿主植物融合，將它們與網(wǎng)絡連接起來。

由中國昆明植物研究所吳建強和耶拿馬克斯普朗克化學生態(tài)研究所的Ian Baldwin領(lǐng)導的科學家團隊現(xiàn)在仔細研究了d絲子的生態(tài)意義。他們想知道這種寄生蟲是否不僅僅是利用植物的供應系統(tǒng)，而且還在植物 - 植物交流中發(fā)揮作用。“已經(jīng)發(fā)現(xiàn)植物可以通過揮發(fā)性線索和地下菌根網(wǎng)絡進行交流。因此，我們想知道d絲子是否能夠在不同的寄主之間傳播昆蟲攝食誘導的信號，以及這些信號是否能夠激活對昆蟲的防御，”吳建強解釋說，曾在馬克斯普朗克化學生態(tài)研究所擔任博士生，后來成為項目負責人，

寄生蟲與各種宿主

在農(nóng)業(yè)中，d絲子在苜蓿和三葉草的牧場養(yǎng)殖中造成相當大的經(jīng)濟損失。在中國，d絲子寄生導致大豆產(chǎn)量大幅下降。因此，研究人員使用大豆植物進行實驗;但是，水芹，煙草和野生番茄也成對或與寄生蟲成簇連接。為了誘導防御反應，將全球農(nóng)業(yè)害蟲斜紋夜蛾(Spodoptera litura)的毛蟲放在植物上。

通過使用RNA測序(或“全轉(zhuǎn)錄組霰彈槍測序”)分析d絲子連接植物葉片中的轉(zhuǎn)錄組 - 所有活性基因，科學家們可以證明受昆蟲傷害的植物可以通過所謂的轉(zhuǎn)移防御信號。 d絲子與鄰近的植物相連。“我們在被攻擊的葉子的轉(zhuǎn)錄組以及相同植物的未被攻擊的葉子中發(fā)現(xiàn)的主要變化中發(fā)現(xiàn)了信號轉(zhuǎn)移，這是最重要的 - 鄰近植物，”第一作者Christian Hettenhausen解釋說，耶拿馬克斯普朗克研究所的工作人員。“植物激素茉莉酸在d絲子介導的系統(tǒng)信號傳導中起著特別重要的作用。在昆蟲食草之后，防御信號通過d絲網(wǎng)從植物到植物迅速傳播，甚至遠距離傳播，“吳建強解釋說。不同植物物種之間甚至可以交換報警信號。

將來，研究人員希望通過寄生蟲橋來調(diào)查信號傳遞。在目前的研究中，他們使用斜紋夜蛾斜紋夜蛾(Spodoptera litura)誘導通過d絲子網(wǎng)連接的寄主植物。他們現(xiàn)在有興趣研究吸吮昆蟲，如蚜蟲，是否可以誘導不同的防御信號，以及了解這些昆蟲是如何通過d絲子轉(zhuǎn)移的?？茖W家們還希望確定負責信號傳遞的物質(zhì)。Ian Baldwin總結(jié)道：“自然界中的生態(tài)相互作用非常復雜。寄生蟲從宿主身上偷走了寶貴的營養(yǎng)成分，但同時作為警告鄰居的重要環(huán)節(jié)。這個警告是否是無私的，畢竟需要進一步的研究來澄清。“

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