浙江大学农学院揭示高温改变作物挥发物释放及作物-害虫-天敌互作

全球气候变暖不仅影响人类的生活，也使生态系统发生变化。尽管众多研究已报道了作物、害虫、天敌等农业生物受环境高温影响的机制，但对于“环境高温如何影响农业生态过程？”仍认识有限。马铃薯是低温作物，具有喜冷凉、耐低温的特性，高温常影响其生长并导致产量和品质下降。马铃薯块茎蛾是马铃薯的重要害虫，在我国西南地区发生较重，螟黄赤眼蜂是其卵寄生蜂。马铃薯在田间常释放大量挥发性有机化合物，在作物-害虫-天敌三者相互作用中扮演关键角色。近年来，我国西南地区呈现气温升高的趋势，该变化对马铃薯和农业昆虫的生态关系的影响有待研究。

近日，浙江大学农业与生物技术学院昆虫科学研究所在Plant, Cell & Environment 发表了题为“Heat stress affects potato’s volatile emission that mediate agronomically important trophic interactions” 的论文，阐述了高温对马铃薯、马铃薯块茎蛾及螟黄赤眼蜂三者互作的影响。

研究者对马铃薯植株进行高温（30℃）预处理，进而分析了植株挥发物释放的变化，以及块茎蛾和赤眼蜂对其趋向行为的改变。结果表明，块茎蛾雌成虫对高温处理植株的选择偏好性下降，在其上的产卵量减少；而寄生蜂对高温处理植株的选择偏好性上升，在其上的卵寄生量增加。比较高温和常温处理植株的挥发物发现β-石竹烯等在高温处理植株上释放量显著增加，且对块茎蛾雌成虫呈现驱避作用，而对寄生蜂呈现吸引作用。利用转录组分析植物挥发物合成关键分子通路基因的表达水平，发现高温处理后挥发物合成通路众多基因表达上调。当外源喷施脱落酸后，植株挥发物释放受到抑制，两种昆虫对高温和常温处理植株的选择偏好性均被极大削弱。

该研究表明，环境高温能影响农作物挥发物的释放，挥发物的类型和含量又会影响作物-害虫-天敌三者的生态关系。因此气候变化对农业生态系统内种间关系的影响不容小觑，需要得到更广泛和深入的关注；另外，在农业生产中对作物害虫开展生物防治时，也需考虑气候变化带来的潜在影响。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14416

来源：植物与环境PCE

转自：植物科学最前沿

如有侵权，请联系本站删除！