真菌为植物保驾护航:地下菌丝网络传递预警信号
时间:2013-05-24 17:58 来源:中国科学报 作者:杨济华 点击:次
植物与土壤真菌之间的共生关系早已被科学界广泛认知。寄生真菌从植物根系吸收可溶性碳水化合物(如糖类),而植物则借助真菌庞大的菌丝体网络,扩大根系吸收面积,获取更多土壤矿物质。然而,最新研究发现,这种互惠关系可能比想象中更为深刻——真菌网络还能充当植物间的“预警通信系统”。 当豆科植物(如蚕豆)遭受蚜虫侵害时,会释放一系列挥发性有机化合物,这些化学物质既能直接驱避蚜虫,又能吸引蚜虫的天敌——寄生蜂。令人惊讶的是,即使某株植物并未受到蚜虫直接攻击,只要它与受侵害植株通过真菌菌丝网络相连,也会提前启动相同的化学防御反应。这一发现发表于《生态学快报》(Ecology Letters)网络版。 研究团队通过实验排除了地上信号(如空气传播的挥发物)的可能性,因为实验植物均被袋子覆盖。他们推测,最可能的机制是通过地下真菌菌丝网络进行的化学信号传递。真菌菌丝体如同“植物互联网”,将相邻植物的根系连接起来,使得受侵害植株产生的信号分子能够快速传递给邻近健康植株,从而触发系统性防御。 许多重要粮食作物(如小麦、水稻、玉米)的根系均与丛枝菌根真菌等共生真菌紧密关联。这一发现为农业害虫的绿色防控提供了新思路:通过合理间作或接种特定真菌,可以构建作物间的预警网络,使未受害植株提前进入防御状态,从而减少农药使用。尽管部分植株可能因“牺牲”而吸引害虫,但从群体角度看,这种策略能显著提升农田整体抗虫能力,具有重要的生态和经济意义。 参考文献: Babikova, Z., et al. (2013). Underground signals carried through common mycelial networks warn neighbouring plants of aphid attack. Ecology Letters, 16(7), 835-843. (责任编辑:泉水) |