近日,南京师范大学生命科学学院戴传超教授团队在Plant and Soil在线发表了一篇题为Intercropping-induced leaf metabolic changes increase plant resistance to herbivory的研究论文,研究了间作引起的叶片化学变化对鳞翅目害虫生长和生理性能的影响。
该研究通过三个种植系统的两个田间季节监测昆虫种群:花生单作、玉米单作和花生/玉米间作。进行了实验室实验,以确定耕作系统对叶片代谢特征的影响,并将耕作系统引起的叶片化学变化与斜纹夜蛾幼虫的生长和生理性能联系起来。田间研究表明,种植系统影响鳞翅目昆虫的分布和摄食偏好,单作花生植物对这些昆虫更具吸引力。在实验室环境下,斜纹夜蛾在单作花生的叶子上比在玉米/花生间作的花生叶子上生长得更好。观察到的昆虫生长效应伴随着以间作花生植物为食的幼虫的脂肪酶活性较高和解毒酶活性较低。进一步通过非靶向代谢组学揭示了不同种植系统花生的代谢特征存在明显差异,尤其是氨基酸代谢、碳水化合物代谢以及烟酸盐和烟酰胺代谢受到明显影响。基于人工饲料补充实验,研究进一步表明叶烟酰胺和异麦芽糖可以解释观察到的间作对鳞翅目害虫的抗性。该研究揭示了间作引起的叶片化学变化介导植物对农业害虫的抵抗力。通过了解植物与害虫的相互作用,我们能够更好地制定可持续的农业策略,实现生态平衡。
原文链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-023-06437-1