近日，中國農科院植物保護研究所抗病蟲(chóng)作物生態(tài)安全評價(jià)與利用創(chuàng )新團隊系統研究了蟲(chóng)害誘導植物揮發(fā)物（HIPVs）在稻株間信息交流過(guò)程中發(fā)揮的生態(tài)調控功能，發(fā)現二化螟為害誘導的水稻揮發(fā)物可以被鄰近稻株感知和識別，并迅速啟動(dòng)防御準備，當鄰近水稻遭受二化螟為害時(shí)能夠啟動(dòng)更快更強的防御反應。

該研究揭示了蟲(chóng)害誘導揮發(fā)物調控鄰近稻株抗蟲(chóng)防御反應的生化和分子機理，研究結果以封面文章發(fā)表在《新植物學(xué)家（New Phytologist）》。

據介紹，在植物與植物交流中，蟲(chóng)害誘導植物揮發(fā)物可以被鄰近植物識別，迅速進(jìn)入“預警狀態(tài)”，為后續潛在蟲(chóng)害脅迫提前做好防御準備。當蟲(chóng)害來(lái)臨時(shí)，處于“預警狀態(tài)”的植物會(huì )表現出更快的反應能力、更強的抗性和耐受性。

該現象在玉米、番茄和茶樹(shù)等多種植物中均有報道，但具體的分子和生化機制有待深入解析。水稻是我國重要的糧食作物，通常密集種植，因此蟲(chóng)害誘導揮發(fā)物在稻株間互作中可能發(fā)揮重要作用，然而有關(guān)蟲(chóng)害誘導揮發(fā)物介導的稻株間信息交流的研究少有報道。

研究結果顯示，暴露于二化螟誘導揮發(fā)物的稻株在二化螟為害時(shí)，稻株組織中茉莉酸和蛋白酶抑制劑途徑相關(guān)基因表達顯著(zhù)上調，茉莉酸和蛋白酶抑制劑的含量也隨之提高，顯著(zhù)抑制二化螟幼蟲(chóng)的生長(cháng)發(fā)育。此外，暴露于二化螟誘導揮發(fā)物的稻株，受二化螟為害后其揮發(fā)物的釋放量明顯增加，增強了鄰近稻株的間接防御反應。

該研究系統揭示了二化螟為害誘導水稻揮發(fā)物對鄰近稻株直接和間接抗蟲(chóng)防御的調控機理，有助于深入理解植物-植物、植物-植食性昆蟲(chóng)間的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系和機制，同時(shí)也為制定稻田害蟲(chóng)綠色防控新策略和新技術(shù)提供了理論基礎。