植物使用多种“化学武器”大战昆虫

图说： 密西根州立大学博士后、昆虫学家Andrea Glassmir在检查热带灌木植物Piper kelleyi的叶子。Piper kelleyi又因其幼嫩茎叶呈粉色被叫做“粉肚肚”。

图片来源：密西根州立大学

美国密西根州立大学（MSU）学者Andrea Glassmire和同事通过研究表明，相较于单一的化合物防御而言，植物使用混合化学武器能更有效地抵御昆虫的蚕食。这个观点比传统生态学研究中认为的植物采取单一化合物防御观点更进了一步，同时为农业虫害管理提供了一种新的办法。这项研究发表在2018年12月13日的《生态学通讯》上。

密西根大学博士后Glassmire和来自内华达大学的同事Reno发现了新热带地区的灌木植物Piper kelleyi与其相关害虫之间存在的重要关系。由于植物扎根不能移动，便使用化学混合物来抵御害虫的蚕食。然而，之前的生态学都偏向于研究单一化合物的影响，哪怕这种昆虫吃的是使用混合化学物质进行防御的植物。这反映出一个关于植物防御类型的重要问题，它们究竟是使用单一相同的化学物质还是混合多样的化学物质进行防御。

Glassmire说：“如果能够找到一种能够有效降低昆虫蚕食的植物防御类型，我们就可以把这个发现推广到农业系统中以减少杀虫剂的使用。”

Glassmire和同事在厄瓜多尔安第斯山脉做了一个植物化学防御的田间操纵实验。研究区域的植物被悬挂在森林中不同高度的地方，从而处在不同的光照水平下。

他们的研究表明，与用单一化学物质防御的植物相比，用多种化学物质的植物防虫效果更好。化学防御物质的成分取决于可用光照的总量。林下遮荫处细微的光照变化便可以引起防御植物的变化。处于低光照量的植物明显比光照量高的植物更能提高防御能力。结果表明，在P. kelleyi混合使用不同的化合物进行防御时，昆虫造成的损害会减少37%。相对于使用类似化合物进行防御的植物而言，昆虫吃那些使用不同的化合物防御的植物时会面临更大的困难。

了解植物在不同的地理景观中如何使用化合物进行防御，对农业有着重要影响。Glassmire和同事的研究结果显示吃植物的昆虫很难适应邻近的植物，这便能够降低昆虫对植物造成的损害。因为农业系统中的栽培的单一作物都是一样的，所以在防御方面缺少类似的多样性。

“我很期待这些知识在未来能够对农民有帮助。在Wetzel实验室，我们使用一种野生番茄和商用番茄品种作物混种模式来操纵植物的防御能力。这项工作将为未来的农业害虫管理提供一种新的方法。”Glassmire说。

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编译：  潘翰   

审稿：西莫    

责编：唐林芳   

期刊来源： 《生态学通讯》

期刊编号： 1461-023X

原文链接：

https://phys.org/news/2018-12-defense-insects-bouquet.html

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