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辰山植物园科研人员首次证明蕨类植物间接防御机制

2021-11-25 07:38   来源:未知   作者:admin

  蕨类植物和昆虫是非常古老的两类生物,在地球上共同存活超过了4亿年的漫长历史,在这漫长的进化过程中,其二者之间必定建立过各种各样复杂的相互关系。但相比于被子植物,昆虫与蕨类植物相互关系的研究目前十分稀缺。植物在进化过程中建立了各种抵抗植食性昆虫取食的防御机制,例如植物表皮的增厚、表皮刺状突起的形成、合成带毒性的体液等等,在植物的这些防御机制中,存在一类较为高级的防御机制,它不通过直接对害虫进行防御,而是吸引害虫的天敌来捕食它们,从而对自己进行保护,这一类防御称为间接防御机制(indirect defense mechanism)。此前,蕨类植物的间接防御机制从未被报道,甚至一度被认为不存在,但近期,辰山植物园(中国科学院上海辰山植物科研中心)蕨类分子生态与功能演化研究组在蕨类植物的间接防御研究中取得了新的进展,发现姬蕨(Hypolepis punctata)和齿缘刺猎蝽(Sclomina erinacea)之间存在化学交流机制。齿缘刺猎蝽是半翅目(Hemiptera)猎蝽科(Reduviidae)的一种广食性的捕食性昆虫,姬蕨是碗蕨科(Dennstaedtiaceae)姬蕨属(Hypolepis)的一种在中国南方常见的蕨类植物。研究人员在野外进行植物挥发物采集

  研究人员在野外考察时,发现齿缘刺猎蝽经常在姬蕨上出没,捕食危害姬蕨的鳞翅目夜蛾科幼虫,并推测齿缘刺猎蝽与姬蕨之间可能存在某种特殊的联系。齿缘刺猎蝽在姬蕨上捕食鳞翅目幼虫

  为此,研究者进行了野外观察、植物挥发物成分分析、电生理实验以及行为学实验,结果表明姬蕨不仅能在野外吸引齿缘刺猎蝽,姬蕨受虫害后释放了多种诱导性挥发物

  而且与健康姬蕨相比,受害虫取食的姬蕨释放了多种诱导性挥发性化合物,这些化合物不仅能对齿缘刺猎蝽的触角电位信号产生明显的影响,还对齿缘刺猎蝽具有明显的吸引作用。姬蕨的诱导性挥发物对猎蝽具有明显的吸引作用

  该研究不仅证实了蕨类植物间接防御机制的存在,而且是该机制的首例报道。该研究成果于2021年10月28日在线发表于国际昆虫学期刊《Insects》上,文章链接https。该研究得到上海市绿化和市容管理局科学技术项目(G212417、 G192423和F132421)和国家自然科学基金(31700170)资助。

  辰山植物园蕨类分子生态与功能演化研究组致力于蕨类植物与昆虫互作及蕨类抗虫机制研究,通过分子生态学和多种组学技术手段探究蕨类植物与昆虫的互作机制。倒计时

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  1、G60 沪昆高速公路松江新城出口沿嘉松公路向北至辰花路左转到达1号门,至沈砖公路左转到佘天昆公路左转到达2号门。

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