植物如何将短暂的虫害胁迫转化为持久的防御能力,一直是生态学的核心问题之一。长期以来,虫害诱导植物挥发物(HIPV)被认为是植物抵御害虫的重要武器,能够招募天敌前来捕杀植食昆虫。但这套防御存在明显短板:挥发物只有在害虫取食时才大量释放,虫害一旦停止,信号很快消失,防御效应无法长久维持。
那么,植物是否存在一种机制,能够把曾经被虫咬过这件事记录下来,让后续生长的植株即便没有遭遇虫害,也能提前做好防御准备?
近日,浙江大学农业与生物技术学院、浙江大学海南研究院祝增荣教授研究团队在《Cell Reports》上发表题为《Herbivory leaves a soil-borne defensive legacy that recruits parasitoids》的研究论文,揭示了一条完整的虫害-植物-土壤-反馈通路:叶片遭受昆虫取食后,植物通过系统性茉莉酸信号改变根系分泌物组成,定向重塑根际微生物群落,形成可遗传的土壤防御遗留效应。后续生长在该土壤中的未受虫害植株,会被根际微生物重新激活茉莉酸通路,大量释放吸引寄生蜂的关键挥发物,从而实现跨时间、跨植株的长效间接防御。
分泌到根际的大豆素和染料木素并非普通代谢废物,而是精准的微生物招募信号。相关测序显示,虫害驯化土壤的根际微生物群落结构与对照显著不同,其中慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)等功能类群显著富集。使用抑制剂阻断黄酮合成后,根际菌群的重塑效应随之消失,证明黄酮类物质是介导根际微生物组重构的关键化学信号。
(三亚传媒融媒体记者 冯晨阳)
