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【MBAChina網訊】美麗的除蟲菊如何“除蟲”？近日，華中農大科學家攜手瓦赫寧根大學科學家揭開了謎底。該研究不僅闡述了除蟲菊對害蟲的直接與間接防御機理，也開拓了利用除蟲菊天然抗蟲特性進行生物防治的新思路，這對探究新型復合產業(yè)種植模式具有環(huán)保意義，相關研究成果“Defense of pyrethrum flowers: Repelling herbivore and recruiting carnivore by producing aphid alarm pheromone”在New phytologist雜志上發(fā)表。

除蟲菊花田

據(jù)悉，早在上世紀80年代初，科學家就在部分植物的葉片中發(fā)現(xiàn)了E-beta法尼烯報警信息素，并猜測這一報警信息素能自然驅避蚜蟲，且能吸引捕食性昆蟲天敵。但是，這一假說只在轉基因模式植物中得到了驗證，至今仍缺乏有效的田間證據(jù)。

除蟲菊以其花頭產生天然除蟲菊酯而著稱，是世界上唯一集約化種植的殺蟲植物。

王彩云課題組發(fā)現(xiàn)，每年2-3月份，在我國云南紅河、玉溪等地區(qū)，規(guī)?；N植的田間除蟲菊進入初花期時，在沒有食物源蚜蟲的情況下，其花頭能吸引大量的瓢蟲造訪。而當?shù)剞r戶則習慣將除蟲菊套種在果園和菜園里，他們認為，這種套作方式可減少農作物病蟲害，減少農藥的使用量。這些現(xiàn)象引起了科研人員的高度關注。

除蟲菊花頭的瓢蟲

經過十幾年的研究，王彩云課題組發(fā)現(xiàn)，在除蟲菊初花期，其花頭會高量釋放揮發(fā)性蚜蟲報警信息素——E-beta-法尼烯（以下簡稱EbF），這一信息素與其吸引瓢蟲的特質也密切相關。且隨著除蟲菊花朵的開放，高量儲存的EbF從花頭釋放到環(huán)境中，一方面向蚜蟲報警，使其遠離除蟲菊；另一方面吸引蚜蟲的天敵——瓢蟲，充當除蟲菊的“護花使者”。

這一特征與蚜蟲的報警機制有著高度相似之處。當蚜蟲受到攻擊后，其腹管部會釋放報警信號分子EbF，這一信號分子具有警示同伴盡快停止取食、躲避危險的作用。同時，蚜蟲的天敵，如瓢蟲，很可能就是因為截獲了這個信號，才能進行食物源定位。

研究還表明，即便有蚜蟲識破了這一“騙局”，其在取食除蟲菊過程中，也會攝取到少量花兒皮層細胞儲存的EbF，并從其蜜露中釋放出來，蜜露中的EbF又會進一步對蚜蟲起到“假報警”作用，進而使其離開取食點。

除蟲菊EbFS基因的表達特性分析蚜蟲在除蟲菊花朵上的行為分析

除蟲菊EbFS基因啟動子的組織定位分析

除蟲菊花梗中萜類物質組織化學染色分析

除蟲菊花頭高量較純的E-beta-法尼烯的合成、儲藏與釋放規(guī)律的研究，為非揮發(fā)性除蟲菊酯途徑難以解釋的“瓢蟲現(xiàn)象”與“套種模式”提供了更為有力的理論支撐。

華中農業(yè)大學園藝林學學院博士研究生李進進和瓦赫寧根大學的楊司馬 · 馬丁博士(Dr.MaartenJongsma)為該論文的共同第一作者，王彩云教授和楊司馬·馬丁博士為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金(Nos. 31572163和31372103)、中國博士后科學基金(2018M640720) 和 華中農業(yè)大學自主創(chuàng)新項目(No. 2662019FW016)的支持。