【根與葉如何“對話”?科研人員發現新機制!】日前,浙江大學環境與資源學院教授徐建明團隊聯合國際課題組,深入剖析了土壤中鐵離子調控苯並噁嗪類化合物介導的植物-植食動物互作的內在機理。揭示了土壤類型與植物次生代謝物功能發揮的內在聯系,率先闡明了土壤因子調控植物次生代謝物功能的內在機理,為我國重要入侵害蟲草地貪夜蛾的消減和阻控提供了新視角。

這一成果http://t.cn/A6MREGuK 刊登於美國《國家科學院院刊》。植物根系會持續不斷地往土壤中分泌初生和次生代謝物,這些分泌物是植物與土壤、動物、微生物等進行訊息傳遞和物質交換的重要載體和媒介,是根際和葉際對話的主要驅動因子,在調節植物-生物互作中發揮重要作用。

苯並噁嗪化合物 (benzoxazinoids) 是一類廣汎存在於玉米、小麥等禾本科作物中的次生代謝物,也是該類作物根系分泌物中含量最高的次生代謝物,對多種病蟲害具有廣譜抗性。

草地貪夜蛾是玉米生長過程中的重要害蟲,通過取食葉片導致玉米產量急劇下降。然而物競天擇,為了更好的抵禦害蟲的侵擾,玉米體內會合成苯並噁嗪化合物次生代謝產物,作為消滅害蟲的“天然農藥”。科學家發現“天然農藥”苯並噁嗪化合物在抗擊草地貪夜蛾上並不是屢戰屢勝。橘生淮南則為橘,橘生淮北則為枳,到底是什麼讓天然殺蟲劑失去效力呢?

苯並噁嗪化合物不僅會在葉片和根系中合成,還會以根系分泌物的方式釋放到土壤中。為此,徐建明團隊在江蘇宜興8個不同地點采集了2種類型的土壤(人為土和富鐵土)進一步研究土壤類型是否會影響苯並噁嗪化合物對草地貪夜蛾的抗性。

徐建明團隊研究發現,根系中的苯並噁嗪化合物會與土壤反應,增加植物葉片內鐵的含量。眾所周知,鐵離子是生物生長的必需營養元素,在植物葉綠素等合成中具有重要作用。

“我們發現,在根部釋放的苯並噁嗪化合物,會將遊離的鐵離子運輸到葉片中” 。徐建明介紹,通過鐵的定量關系實驗發現鐵離子是土壤差異的根本原因。

鐵離子能夠增強光合作用,有利於玉米產量的提升。科研人員發現,由於鐵離子這一營養劑的影響,原本的天然殺蟲劑“失效了”。徐建明介紹,這一研究將為農作物生長和作物改良,提供了新的育種視角;對於抗蟲型優良植物育種,提供新的靶標,為未來育種提供新視野 。http://t.cn/A6MRk2lR

更多學習動態

全站最新消息

d