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美丽的除虫菊如何“除虫”？华中农大科学家携手瓦赫宁根大学科学家揭开谜底

来源：花匠小妙招时间：2024-11-07 22:00

美丽的除虫菊如何“除虫”？近日，华中农大科学家携手瓦赫宁根大学科学家揭开了谜底。该研究不仅阐述了除虫菊对害虫的直接与间接防御机理，也开拓了利用除虫菊天然抗虫特性进行生物防治的新思路，这对探究新型复合产业种植模式具有环保意义，相关研究成果“Defense of pyrethrum flowers: Repelling herbivore and recruiting carnivore by producing aphid alarm pheromone”在New phytologist杂志上发表。

除虫菊花田

据悉，早在上世纪80年代初，科学家就在部分植物的叶片中发现了E-beta法尼烯报警信息素，并猜测这一报警信息素能自然驱避蚜虫，且能吸引捕食性昆虫天敌。但是，这一假说只在转基因模式植物中得到了验证，至今仍缺乏有效的田间证据。

除虫菊以其花头产生天然除虫菊酯而著称，是世界上唯一集约化种植的杀虫植物。

王彩云课题组发现，每年2-3月份，在我国云南红河、玉溪等地区，规模化种植的田间除虫菊进入初花期时，在没有食物源蚜虫的情况下，其花头能吸引大量的瓢虫造访。而当地农户则习惯将除虫菊套种在果园和菜园里，他们认为，这种套作方式可减少农作物病虫害，减少农药的使用量。这些现象引起了科研人员的高度关注。

除虫菊花头的瓢虫

经过十几年的研究，王彩云课题组发现，在除虫菊初花期，其花头会高量释放挥发性蚜虫报警信息素——E-beta-法尼烯（以下简称EbF），这一信息素与其吸引瓢虫的特质也密切相关。且随着除虫菊花朵的开放，高量储存的EbF从花头释放到环境中，一方面向蚜虫报警，使其远离除虫菊；另一方面吸引蚜虫的天敌——瓢虫，充当除虫菊的“护花使者”。

这一特征与蚜虫的报警机制有着高度相似之处。当蚜虫受到攻击后，其腹管部会释放报警信号分子EbF，这一信号分子具有警示同伴尽快停止取食、躲避危险的作用。同时，蚜虫的天敌，如瓢虫，很可能就是因为截获了这个信号，才能进行食物源定位。

研究还表明，即便有蚜虫识破了这一“骗局”，其在取食除虫菊过程中，也会摄取到少量花儿皮层细胞储存的EbF，并从其蜜露中释放出来，蜜露中的EbF又会进一步对蚜虫起到“假报警”作用，进而使其离开取食点。

除虫菊EbFS基因的表达特性分析

蚜虫在除虫菊花朵上的行为分析

除虫菊EbFS基因启动子的组织定位分析

除虫菊花梗中萜类物质组织化学染色分析

除虫菊花头高量较纯的E-beta-法尼烯的合成、储藏与释放规律的研究，为非挥发性除虫菊酯途径难以解释的“瓢虫现象”与“套种模式”提供了更为有力的理论支撑。

华中农业大学园艺林学学院博士研究生李进进和瓦赫宁根大学的杨司马 · 马丁博士(Dr.MaartenJongsma)为该论文的共同第一作者，王彩云教授和杨司马 · 马丁博士为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(Nos. 31572163和31372103)、中国博士后科学基金(2018M640720) 和华中农业大学自主创新项目(No. 2662019FW016)的支持。

通讯员|李进进

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所属分类：花卉