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浙江省农业科学院黄俊博士研究团队在《Scientific Reports》发文揭示“棉花-粉蚧-蚂蚁-寄生蜂”四者新关系

发布时间:2017-08-29 阅读数:4003

近日,Nature出版集团旗下的《Scientific Reports》期刊在线发表了浙江省农业科学院黄俊博士课题组的题为An ant-coccid mutualism affects the behavior of the parasitoid Aenasius bambawalei, but not that of the ghost ant Tetramorium bicarinatum的研究论文,报道了他们历时3年潜心研究揭示的棉花-粉蚧-蚂蚁-寄生蜂四者新关系,讲述了植物与害虫新利益集团之间的连番较量,堪称一场无硝烟的谍战片。

 

在昆虫与植物的长期协同进化过程中,形成了相互抑制、相互适应、相互作用的生存对策。植物间接防御策略,即植物通过释放诱导性挥发物招引寄生蜂以控制害虫(植物-害虫-寄生蜂三者关系),一直是国内外研究的热点之一。有趣的是,有一类常见的刺吸式害虫(如蚜虫、蚧虫)它们不会坐以待毙,而是与自然界中无处不在、数量庞大的蚂蚁军团结交盟友(称之为互惠),以共同对抗寄生蜂;而害虫给予蚂蚁盟友的回报是其自身排泄的富含糖和氨基酸的蜜露。上述观点是帝国理工学院教授Way M.J.1963年提出,且一直被认可、延续至今。那么,植物在应对害虫新利益集团方面是否就束手就擒?植物-害虫-蚂蚁-寄生蜂四者关系是否就如前人所述?

黄俊博士课题组带着浓厚的兴趣开展了系列研究工作,结果发现,一种近年来入侵到世界24多个国家、为害200多植物的重要外来有害生物——扶桑绵粉蚧(又名棉花粉蚧),就是一种刺吸式的产蜜昆虫,极易与蚂蚁形成稳定的互惠关系,而加重对寄主植物的为害。但是,有趣的是受害植物会觉察到自身面临的新处境,从而再次发出与之前有别的求救信号(挥发性化合物中新增加了甲基水杨酸酯而降低烟酸甲酯的释放)。与此同时,受害植物的“救兵”——寄生蜂能够成功解密这一差异甚微的信号,并且是体现在具备学习经历的寄生蜂个体上。虽然,在短时间内蚂蚁会通过身体攻击以干扰寄生蜂,但是本研究预示着寄生蜂会通过学习以快速适应蚂蚁,并且是有利于其后代的。研究还发现,蚂蚁则不能破解或窃听受害植物的求救信号。这一研究发现使得一个本已复杂的植物-害虫-天敌信号网络更加丰富,对于全面地理解植物的间接防御策略具有重要意义。该研究得到浙江省自然科学基金项目(LQ14C140004LQ16C140004)的资助。

 

全文链接https://www.nature.com/articles/s41598-017-05442-6

(浙江省农业科学院 刘宁

 
 

 

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