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學研究所合作，發現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。此項研究對於了解抗蟲系統性信號有重要意義，也對農業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、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、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，並且發現在這種微群落中，菟絲子能在不同寄主植物間傳遞有生態學效應的抗蟲系統性信號。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後發現，被啃食葉片產生某種系統性抗蟲信號，能夠被傳遞到臨近未被啃食的植物上，從而激發其抗蟲響應；另外，系統性信號還能通過菟絲子傳遞到不同寄主形成的微群落，從而激發轉錄組和代謝物響應，並提高其抗蟲性。

該系統性抗蟲信號在不同物種間傳遞非常穩定，甚至可以在不同科的寄主植物間傳遞，並激發抗蟲性，而且茉莉酸在此系統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性信號產生和傳播速度非常快，大約1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。

曾在馬普化學生態學研究所攻讀博士、現在中科院昆明植物所的吳建強教授表示，儘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禦聯盟。（記者 顧鋼）

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