中文字幕在线天|亚洲一区二区三区手机版|少妇中文字幕乱码亚洲影视|最好看的久久综合伊人

中國基因網(wǎng)您的位置：首頁 >國外研究 >

草食動物如何劫持其寄主植物的養(yǎng)分吸收策略

2019-03-29 09:24:50 ? 來源：

玉米植物將次級代謝產(chǎn)物釋放到與鐵結(jié)合的土壤中，從而促進(jìn)其被植物吸收。西方玉米根蟲(Diabrotica virgifera)是世界上經(jīng)濟(jì)上最重要的玉米害蟲，被這些復(fù)合物吸引，從玉米植物中提取結(jié)合鐵并將其用于自身營養(yǎng)。憑借這些見解，研究人員為西方玉米根蟲作為全球玉米害蟲取得的巨大成功提供了新的解釋。該研究發(fā)表在“科學(xué)”雜志上。

西部玉米根蟲導(dǎo)致玉米產(chǎn)量每年損失超過20億美元，因此是農(nóng)業(yè)中經(jīng)濟(jì)上最重要的害蟲之一。這種昆蟲起源于美國，但近年來它在歐洲的出現(xiàn)有所增加。它對許多常規(guī)害蟲控制策略具有抗性，并且玉米植物的天然防御機(jī)制對這種特定的敵人幾乎沒有提供保護(hù)。

來自伯爾尼大學(xué)的Christelle Robert和Matthias Erb過去表明，玉米根蟲對最重要的一類玉米防御代謝產(chǎn)物苯并惡嗪類具有抗性。羅伯特證明了根蟲幼蟲甚至被苯并惡嗪類吸引，可以利用這些物質(zhì)來防御有益的線蟲。然而，到目前為止，尚不清楚哪種苯并惡嗪類吸引了根蟲。遺傳學(xué)，化學(xué)和行為生態(tài)學(xué)的結(jié)合使科學(xué)家們現(xiàn)在能夠解決這個問題：當(dāng)芐沙星類似物與鐵結(jié)合時，根蟲幼蟲會識別在根表面形成的特定鐵絡(luò)合物。

鐵攝?。河衩字参锏闹旅觞c(diǎn)

年輕玉米植物的根部釋放苯并惡嗪類，其與鐵結(jié)合并在土壤中形成復(fù)合物。研究人員發(fā)現(xiàn)，這些復(fù)合物可提高玉米植株的鐵利用率，從而改善植物生長。但是根蟲使用這些完全相同的鐵復(fù)合物 - 根蟲幼蟲使用苯并惡嗪 - 鐵復(fù)合物來引導(dǎo)它們到玉米植物的營養(yǎng)豐富的冠根。同時，他們根據(jù)自己的需要攝取這些復(fù)合物。

“玉米根蟲已經(jīng)發(fā)展出一種聰明的策略，可以利用其宿主植物生產(chǎn)生物鐵的能力?？杀氖?，這種策略使昆蟲嚴(yán)重?fù)p害玉米植株，從而導(dǎo)致大量作物失敗，”Christelle Robert說。“這種行為也給植物育種者帶來了兩難境地。為了擺脫根蟲，它們必須減少根中苯并惡嗪類的釋放。然而，這也會破壞植物吸收鐵的能力。但是，現(xiàn)在我們了解根蟲如何在土壤中定位，我們可以開始尋找減少根蟲損害的方法。“這位科學(xué)家解釋說，她一直在考慮使用鐵絡(luò)合物作為引誘劑從玉米根部轉(zhuǎn)移根蟲的可能性。

該研究的結(jié)果突出了植物在食草動物突破并發(fā)展對防御的耐受性時面臨的兩難困境。“由于苯并惡嗪類在食草動物防御和養(yǎng)分吸收方面都起作用，植物很難立即停止生產(chǎn)具有許多其他重要功能的防御化合物。挑戰(zhàn)將是種植能夠更好地保護(hù)自己的玉米植物。世界上最具破壞性的玉米害蟲，不會損害其鐵營養(yǎng)，“馬克斯普朗克化學(xué)生態(tài)研究所的Jonathan Gershenzon說。他與TobiasKöllner及其在耶拿的團(tuán)隊(duì)一起為玉米育種做出了貢獻(xiàn)在苯并惡嗪類生物合成的不同步驟中敲除的細(xì)胞系。這些品系對于鑒定苯并惡嗪類是必需的，所述苯并惡嗪類在與鐵結(jié)合后形成根蟲識別并用作植物選擇線索的化合物。

西方玉米根蟲能夠感知鐵復(fù)合物并相應(yīng)地調(diào)整其飲食行為這一事實(shí)也與理解食物鏈有關(guān)。“許多重要的微量元素與自然界中的有機(jī)分子結(jié)合在一起。因此，我們期望其他高等生物也能夠感知生物可利用的微量元素，并攝取它們以改善其營養(yǎng)平衡，”Matthias Erb說。“西方玉米根蟲是一種令人沮喪但又非常迷人的害蟲，它剛剛教會了我們一種新的自然伎倆。”

鄭重聲明：本文版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)載文章僅為傳播更多信息之目的，如有侵權(quán)行為，請第一時間聯(lián)系我們修改或刪除，多謝。

推薦內(nèi)容