根据《化学生态学杂志》上发表的一项研究,植物病原体Candidatus Phytoplasma mali(Candidatus植原体)通过改变宿主植物的气味来吸引昆虫媒介,从而确保传染过程得到最大传播。研究人员认为,这一发现将有助于研制出新的植物抗虫方法。
苹果增生病——能够导致严重的经济损失——是由Ca. P. mali引发的,其特点是使植物的枝丫看起来像女巫的扫帚,并结下小而无味的果实,无法出售。细胞壁较少的细菌Ca. P. mali在被感染植物的韧皮部生长,并由以韧皮部为食的木虱传播。这些木虱在苹果树上繁殖,新孵化出的成虫通过食用被感染植物的韧皮部而携带Ca. P. mali。对植物种间外激素——由活的有机体分泌并释放的化学物质,有利于接收者而不利于供体——的嗅觉响应之前被认为对木虱寻找宿主行为至关重要。在这项研究中,被感染及未被感染的昆虫的行为与被感染及未被感染的苹果树之间的关系是研究重点。
德国吉森大学的Mayer CJ与同事使用Y型嗅觉计进行行为生物测定,记录昆虫对未被感染及被感染的苹果树枝丫气味的响应。木虱被放入嗅觉计,测定它们是否会选择放有被感染或未被感染嫩枝的仪器臂。研究人员通过PCR证实昆虫感染状态,并使用学生t检验确定结果的统计学意义。
研究的主要意义在于发现被感染的苹果树能明显吸引被感染及未被感染的昆虫。病原体的好处在于未被感染的昆虫将最终被感染,而已被感染的昆虫将吃下更多病原体,增加未被感染树被感染的可能性。在被感染苹果树上繁殖但未被Ca. P. mali感染的木虱具有相反响应,并遭到被感染植物的抵制,这使作者推测Ca. P. mali感染可能也影响昆虫行为。
利用气相色谱-质谱联用分析仪测定苹果树释放的化学物质。与未被感染的植物相比,被感染的苹果树产生更多的倍半萜烯β-丁香烯,研究人员已证明木虱能直接被β-丁香烯吸引。(来源:科学时报 群芳)
(《化学生态学杂志》(Journal of chemical ecology),34(12):1518-22,Mayer CJ,Gross J)