直到現在,人們對植物如何保護自己免受食草昆蟲的侵害以及昆蟲與植物之間的軍備競賽如何展開還知之甚少。 瓦赫寧根大學和研究中心的研究人員對此有了更深入的了解:強烈的葉子壞死——植物檢測並殺死葉子上蝴蝶和其他昆蟲卵的機制——幾乎只出現在十字花科植物及其野生近親中,這些植物受到了已經對植物的有毒芥末油產生免疫力的白菜白人。 關於這個主題的出版物發表在新植物學家雜誌上。
白菜白蝶因其偏愛球芽甘藍、油菜籽和其他栽培十字花科植物作為寄主植物而得名。 然而,當白菜(Pieridae)在野生十字花科植物如黑芥菜(Brassica nigra)上產卵時,該植物會引發壞死反應,導致卵下的葉子以受控方式死亡。 這會導致雞蛋乾燥並從植物上脫落。
葉片壞死
為了了解這種植物防禦性狀的進化起源和分佈,由生物系統學小組領導的一個研究小組篩選了十字花科植物中的 31 種植物對由 XNUMX 種蝴蝶的卵製成的洗滌液的壞死反應。
“實驗表明,強烈的葉片壞死幾乎完全發生在甘藍作物及其野生近緣種的譜系中,它們自然受到甘藍白蝴蝶的攻擊,”研究負責人 Nina Fatouros 說。 “此外,葉片壞死僅由紫蝶科中的那些蝴蝶物種引發,它們是十字花科植物的專家,儘管十字花科植物含有有毒的芥子油,但它們仍能以它們為食。”
這些發現表明,十字花科植物中的殺卵特性已經進化為對毛毛蟲解毒芥子油能力的逆適應。 作為正在進行的軍備競賽的一部分,一些蝴蝶可能通過將卵聚集成群(因此受壞死的影響較小)、切換到其他寄主植物或將卵產在花上而不是葉子上來適應殺卵。
該團隊目前正在荷蘭研究委員會 (NWO) 資助的一項大型研究項目中調查殺卵植物性狀的遺傳基礎,以最終開發出對害蟲具有抗性的作物。
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瓦赫寧根大學與研究
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