物理科技生物学-PHYICA

感知捕食者:理解植物如仲村さやか何“感知”食草动物的攻击

生物 2022-09-21 00:03:46

东京科学大学 最近,日本东京科学大学的有村根一郎教授通过激发子对植物的食草感知机制进行了研究

评论这些启发者的巨大价值,教授

Arimura说,“这篇综述主要集中在激发子上,因为它们是及时的、新颖的,并且具有潜在的生物技术应用

“荣誉:东京科学大学有村一郎将军 大自然有它保持平衡的方式

这种说法正确地适用于被食草动物——昆虫甚至哺乳动物——吃掉的植物

有趣的是,这些植物并不只是默默的让自己被消耗和毁灭;事实上,它们已经进化出了一种防御系统来警告它们有捕食者的攻击,甚至有可能击退它们

防御系统是植物内部和外部细胞信号以及生态信号的结果

植物发展了几种感知损害的方式;其中许多涉及由捕食者或植物自身产生的各种“激发子”分子的感应,以及各种“求救信号”的启动

在最近发表在《植物科学趋势》杂志上的一篇综述中,来自日本东京科学大学的有村一郎教授概括了通过激发子对植物的食草感知机制的研究

评论这些启发者的巨大价值,教授

Arimura说,“这篇综述主要集中在激发子上,因为它们是及时的、新颖的,并且具有潜在的生物技术应用

" 当同一种食草动物多次来吃这种植物时,这种植物学会识别它的进食行为,并记录与之相关的“分子模式”

这被称为“与食草动物相关的分子模式”或汉普斯

汉普是天生的激发者

其他植物诱导剂包括存在于细胞内的植物产品,由于食草动物造成的损害,这些产品会泄漏出来

有趣的是,当食草昆虫吃了植物后,植物细胞壁的消化产物和其他细胞成分成为昆虫口腔分泌物(OS)的一部分,也可以起到激发子的作用! 教授

Arimura强调指出,随着高通量基因和蛋白质检测系统的发展,对甚至特定和特殊类型的食草动物的诱导子进行表征已经成为可能,例如那些吸取细胞汁液并且不能产生足够量的OS的诱导子

这些昆虫唾液腺中存在的蛋白质可能是它们在进食过程中进入植物时的潜在激发子

他解释说,“对食草动物唾液腺的核糖核酸序列和蛋白质组学分析已经导致了几种激发子蛋白质的最新特征,包括粘液样唾液腺蛋白质和螨虫激发子蛋白质,当它们在进食过程中分泌到植物中时,它们在宿主植物的叶子中充当激发子

" 这篇综述还强调了一些特殊的激发子,如昆虫的卵和信息素,植物可以检测到这些激发子并启动防御反应

在某些特殊情况下,生活在昆虫肠道内的共生细菌也可以调节植物的防御系统

现在我们已经理解了不同类型的激发子,问题仍然存在——植物用什么信号机制来传递紧急呼救信号? 到目前为止,已经假设这种信号是由通过植物血管组织运输的蛋白质产生的

有趣的是,有证据表明空气中的信号通过植物传播,这种现象被称为“会说话的植物”

“一旦受到损害,植物会向空气中释放挥发性化学物质,邻近的植物可以察觉到

还有证据表明,表观遗传调节了防御系统,其中植物对攻击它们的昆虫保持一种“遗传记忆”,并能相应地调整防御反应以应对未来的攻击

鉴于对植物防御系统机制的认识有所提高,我们可以接受一种“基因”形式的害虫控制的可能性,这种控制可以帮助我们规避化学杀虫剂的使用,尽管化学杀虫剂有各种风险,但对农民来说已经成为一种“必要的邪恶”

这可能会带来现代的、科学上合理的有机农业方式,将农业实践从有害化学物质中解放出来

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