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除虫菊为什么能“除虫”! 精选

已有 2790 次阅读 2019-7-23 18:00 |系统分类:科普集锦

除虫菊以其花头产生天然除虫菊酯而著称,成为世界上唯一集约化种植的植物源杀虫剂植物。除虫菊为菊科匹菊属多年生草本,茎银灰色,基生叶花期生存,叶两面银灰色,卵形或椭圆形,二回羽状分裂,一回为全裂,侧裂片3-5对,卵形或椭圆形;二回为深裂或几全裂,裂片全缘或有齿。中部茎叶渐大,与基生叶同形并等样分裂;向上叶渐小,二回羽状或羽状分裂或不裂;头状花序,舌状花白色,顶端平截或微凹,冠状花边缘浅齿裂。

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早在上世纪80年代初,科学家就在其它植物叶片中发现了E-beta-farneseneE-beta法尼烯,EbF)报警信息素,并推测它能自然驱避蚜虫,并吸引捕食性昆虫天敌,至今一直缺乏有效的田间证据。华中农业大学王彩云教授早期发现我国云南红河、玉溪等地区田间规模化种植的除虫菊在每年2-3月份进入初花期时候,在没有食物源蚜虫情况下,仍能吸引大量的瓢虫造访,该现象很难用深藏于花发育后期子房和瘦果的非挥发性除虫菊酯解释。同时,当地农户也习惯将除虫菊套种在果园和菜园里,仪器减少农作物或果蔬上的害虫,降低农药的使用量。

近日,New phytologist杂志在线发表了标题为“Defense of pyrethrum flowers: Repelling herbivore and recruiting carnivore by producing aphid alarm pheromone”(蚜虫报警素介导的除虫菊花儿驱避草食昆虫,招募捕食性昆虫的防御机制)的研究,研究发现除虫菊初花期花头大量释放的挥发性蚜虫报警信息素E-beta-法尼烯与其吸引瓢虫密切相关。E-beta-法尼烯在除虫菊初花期的花托和花梗部位特异高量表达并合成,进一步研究表明其只在靠近维管束的皮层细胞特异性积累。蚜虫体内EbF是受到攻击后由腹管释放的报警信号分子,具有警示同伴尽快停止取食、躲避危险的作用。随着除虫菊花朵的开放,高量储存的E-beta-法尼烯从花头释放到环境中,一方面报警蚜虫,使其远离除虫菊;另一方面吸引蚜虫天敌瓢虫,充当初花期花头防御虫害的护花使者。同时,蚜虫天敌如瓢虫等很可能截获了这个信号进行食物源定位。


该研究还表明,一旦有蚜虫识破这一骗局来取食除虫菊,蚜虫口器在刺探过程中将少量摄取花儿皮层细胞储存的EbF并从蚜虫蜜露中释放出来,蜜露中的EbF又进一步对蚜虫起到假报警falsealarm)的效果,使其离开取食点。除虫菊、蚜虫与瓢虫三者之间的分子生态关系构成了一个非常复杂的化学模拟防御系统,是生物间长期进化与适应的结果。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,不仅更新了以往其它植物主要在营养器官、诱导条件下植物与昆虫互作的研究报道,而且为非挥发性除虫菊酯途径难以解释的瓢虫现象套种模式提供更有力的理论支撑(部分资料引自华中农业大学新闻网)。




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