研究發現植物所散發的特定化學防禦訊號可誘發斜紋夜蛾的免疫反應
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2019-08-26
動植物均會以富含氣味的特定化學物質做為與外界相互交流的訊號，其中植物與昆蟲透過化學物質進行交流、防禦的例子是廣為研究的課題，了解植物如何利用氣味分子進行防禦行為，將有助於了解昆蟲特性，有利於病蟲害的預防。印度國家生物學中心塔塔基礎科學研究所(National Centre for Biological Sciences, Tata Institute of Fundamental Research，簡稱NCBS-TIFR)的研究團隊發現，植食昆蟲與植物長期演化下，植食昆蟲已逐漸「嗅出」植物所散發的特定化學分子，並將其視為提升自體免疫力的訊號，以對抗可能的寄生攻擊。
植物在面臨植食者(herbivore)的攻擊時，會釋放出某些化學氣味分子，啟動間接防禦機制，並藉此提醒周遭個體注意可能即將發生的植食性壓力。這些化學性分子屬高度揮發性，由於伴隨著植食者的攝食壓力而產生，因此又被稱作植食者誘導植物揮發性物質(herbivore-induced plant volatiles，簡稱HIPVs)。在生態上，部分揮發性物質具有吸引害蟲天敵的能力，例如某些害蟲在葉片上產卵時，植物體便散發出特定的揮發性化學物質，吸引害蟲天敵之一的寄生蜂，寄生蜂再將子代寄生在害蟲幼體中，藉此達到消滅害蟲之結果，顯示植物所產生的揮發性物質牽動著三方食性關係，是植物吸引害蟲天敵的重要防禦機制。然而研究團隊發現，在長期的演化下，害蟲發展出一套因應之道。
研究團隊以常見的農業害蟲──斜紋夜蛾(tobacco cutworm, Spodoptera litura)做為研究對象，並假設夜蛾具有因應植物揮發性防禦物質的能力。研究人員將夜蛾幼蟲放在不同豆科植物的葉片上，觀察夜蛾幼蟲面對不同植物揮發性物質的反應，並將重點放在夜蛾如何提升自身的防禦能力。研究團隊發現，在6種揮發性物質的實驗中，夜蛾幼蟲會在接觸到其中3種揮發性物質後，將其視為免疫反應的訊號，並藉此提升自身血球濃度。研究顯示，夜蛾幼蟲能藉由植物的防禦訊號提高自體免疫反應，並藉此改變寄生蜂的寄生行為，以避免受寄生。【延伸閱讀】新型化學合成法可有效率地人工合成構造複雜的銀杏次級代謝物
雖然該研究證實植物揮發性物質可誘發夜蛾產生特定的免疫反應，然而研究團隊希望未來能更進一步釐清是否有其他免疫反應，以進行更嚴謹的論述。研究團隊的這項研究，發現植食性昆蟲能「嗅出」植物特定的揮發性物質，並演化出對應的防禦機制，以因應寄生生物的攻擊。
該研究由印度科技局(Department of Science and Technology，簡稱DST)所資助，相關研究成果已發表在<Journal of Chemical Ecology>。
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