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植物次生代谢产物与生物功能研究团队在植物与昆虫互作研究中取得进展

来源：花匠小妙招时间：2025-09-09 10:52

生物科学技术学院植物次生代谢产物与生物功能研究团队在农林科学、林学领域Top期刊Tree Physiology（2022, 42: 1601-1612）杂志上以封面文章发表了题为“Antimicrobial diterpene induced by two gall-inducing adelgids coexisting onPicea koraiensis”的研究论文。

物种的成功共生是生态群落物种丰富度及其稳定性的重要因素。经典生态位的研究认为物种在重叠生态位上共生是不可能发生的。但物种间的竞争会随着生态环境变化而发生改变，近缘物种的生物学相似性和地理重叠可以提高其对共同天敌的适应性，并促进它们在同一生境的共生。本研究野外调查发现落叶松球蚜指名亚种（Adelges laricis laricis）与云杉瘿球蚜（A. abietis）在东北地区的红皮云杉（Piceakoraiensis）茎枝上共生，并可以利用不同生态位致使红皮云杉茎枝上分别形成鱼鳞型和菠萝型虫瘿（图1A-C）。有趣的是，这两种球蚜还会通过相同生态位形成同一共生的“避难所”（图1D）。对两种虫瘿中造瘿球蚜生活史调查发现，鱼鳞型虫瘿中的球蚜分为9种形态，菠萝型虫瘿中的球蚜分为7种形态（图2）。进一步分子生物学鉴定及进化树分析发现，两种造瘿昆虫属于同科同属不同种的亲缘关系。

图1.红皮云杉上虫瘿的寄生形式

图2.红皮云杉茎虫瘿组织种两种球蚜的形态类型

化学响应是植物应对造瘿昆虫的重要方式之一。与正常茎枝化学成分相比，两种虫瘿组织中出现了明显的化学响应物质。通过植物化学手段该响应物质被鉴定为新纵酸（图3）。进一步定量分析结果表明，在共生虫瘿鱼鳞型部分、菠萝型部分的新纵酸含量分别都明显高于鱼鳞型虫瘿组织及菠萝型虫瘿组织。活性筛选发现，新纵酸具有较强的抑制细菌和真菌活性（图4），表明该化合物为虫瘿组织抵御病原菌侵染提供了帮助。

图3.新枞酸在红皮云杉各种虫瘿组织中的定性与定量分析

图4.新纵酸的抑制细菌与真菌活性筛选

本研究首次发现了两种造瘿球蚜在相同生态位下共生的新现象，揭示了植物应对昆虫的化学响应物质反而发挥了稳定昆虫寄生系统的功能。硕士研究生贾明月为本论文的第一作者，华娟讲师和骆世洪教授为共同通讯作者。以本论文为主要研究内容的硕士学位论文获得了辽宁省“优秀硕士学位论文”的荣誉称号。本研究得到了辽宁省兴辽英才计划和辽宁省自然科学基金项目的经费支持。