对于毛毛虫,绿叶可以做一顿美餐。但是对于植物本身,这是一种攻击。饥饿的毛毛虫在吞噬自己的一生中会造成很大的伤害。

植物可以进行反击,释放出一系列化学防御手段,以阻止任性的觅食者-从释放吸引毛毛虫捕食者的化学物质到分泌使植物味道如此恶臭的化合物,以至于绝望的毛毛虫都趋于食人。但是科学家对植物如何发现这些攻击和防御机制知之甚少。

在11月23日发表于《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中,由华盛顿大学和加利福尼亚大学圣地亚哥分校的科学家领导的一个团队报告说,cow豆(一种豆类植物)在表面上具有受体可以检测到毛毛虫唾液中的化合物并启动抗草食动物防御的细胞。

“尽管进行了化学控制,但农作物因病虫害而损失的产量通常在全球范围内为20-30%。然而,许多品种是天然抗性或免疫特定的害虫,”第一作者亚当·施泰因布伦纳,生物学威斯康星大学助理教授。“我们的发现是第一个发现免疫识别机制的人,该机制能够发出警告,防止咀嚼昆虫。”

受体是首字母缩写为INR的蛋白质。研究小组表明,对叶片伤口和毛毛虫唾液特异的蛋白质片段都有反应,the豆的INR蛋白可促进乙烯的生产,乙烯是植物在食草动物和其他类型环境下的食反应中经常产生的一种激素。强调。引起这种反应的毛毛虫唾液中的蛋白质片段Vu -IN实际上是a豆蛋白质的片段,当它在cow豆叶片上进食时会被毛毛虫分解。

与其他植物相比,研究人员研究cow豆的方法更少。因此,为了了解有关INR功能的更多细胞细节,他们将INR基因弹出到烟草植物中。这些烟草植物在暴露于Vu- IN时会增加乙烯的产量以及活性氧,这是另一种由化学反应形式的氧气组成的抗草食动物防御。此外,研究小组的实验表明,食用烟草的毛毛虫(甜菜夜蛾)在带有INR的烟草植物上的虫比没有INR的植物少吃。

研究表明,像the豆这样的植物只有在细胞检测到与草食性有关的特定分子后才会发出警报。Vu -IN触发cow豆防御。研究人员认为,其他植物的防御系统可能具有不同的分子触发因素。

了解植物如何激活其免疫系统可以帮助科学家制定更有效的策略来保护农作物免受饥饿的昆虫侵害。