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浙江大学新发现:害虫啃过的水稻变得更好吃
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2018-05-11 07:51:17字号:A- A A+来源:科技日报
关键字: 五羟色胺水稻研究浙江大学害虫
据《科技日报》11日报道,五羟色胺是一种让人的大脑产生愉悦感的化合物,浙江大学
农学院舒庆尧及其合作者最新研究发现:害虫也喜欢五羟色胺。害虫啃食水稻时,植株
体内的五羟色胺含量会增加,对害虫来说,这使水稻的“口感”和“营养”都提升了。
据了解,这是科学界第一次揭示五羟色胺与水稻抗虫性之间的关系,将对下一步培养更
优抗性的水稻和发展防虫治虫策略提供新的思路。
褐飞虱和螟虫是稻田中两种破坏性最大的害虫。浙江大学昆虫所的娄永根教授长期关注
植物化合物与昆虫的互动机制,他发现在遭到害虫侵害时,植物机体会分泌出不同的化
学物质。
水稻上的褐飞虱
通过研究发现,害虫在侵食水稻时,水稻体内的五羟色胺含量升高了。它主要由一个叫
CYP71A1的基因合成。“当害虫侵食水稻时,这个合成五羟色胺的‘开关’就被打开了
。”舒庆尧说。
为了探究五羟色胺对害虫的影响,博士生罗婷开始了“数虫子”工作:数出15只褐飞虱
,放到装有两株水稻的容器中:一株水稻是自然野生型水稻,另一株是敲除了CYP71A1
基因的水稻。
“我们发现一个很有趣的现象:刚开始分布均匀的褐飞虱,一段时间后会表现出明显的
分离。”罗婷说,大部分褐飞虱选择去自然野生型水稻。
显然,被敲除了CYP71A1基因的水稻被害虫“嫌弃”了。原因则是无法调高五羟色胺的
分泌。
令科学家好奇的是:害虫为什么喜欢五羟色胺?
研究发现,摄入更多的五羟色胺之后,虫子的生长发育加快了,身躯也更加“壮硕”了
,这在螟虫的身上表现得特别明显。“虫子很聪明,它不但懂得‘吃’,还能把食物变
得更加‘营养美味’。”舒庆尧说,这是害虫的智慧。
这一发现对提高水稻的抗性,维护粮食产量和品质有很重要的科学价值。
科研团队进一步探究发现,在植物体内,五羟色胺和水杨酸的合成有一个共同的源头物
质——分支酸,水杨酸是一种已知的能够提高水稻抗病性的化合物。
论文第一作者芦海平博士介绍,五羟色胺和水杨酸合成过程存在相互负调控,本身又可
以主动抑制对方合成基因的活性,如水杨酸可以抑制CYP71A1基因的开启,从而减少五
羟色胺的含量。
简单来说,当害虫啃食水稻致五羟色胺增加时,原本帮助抗病的水杨酸就减少了。
舒庆尧介绍,很多植物中都存在五羟色胺和水杨酸合成代谢通路,这项研究将对水稻及
其它作物的抗虫育种带来启发意义。
相关论文《基于五羟色胺生物合成抑制的水稻抗虫性》日前发表在《自然·植物》杂志
上。
记者 江耘 通讯员 周炜
u********s
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都是害虫的口水,和火锅一个道理
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