蟲(chóng)癭是植物上比彈子球大一點(diǎn)的器官,看起來(lái)像疣、花或果實(shí)。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)葡萄根瘤蚜劫持葡萄藤的繁殖程序來(lái)制造蟲(chóng)癭,蟲(chóng)癭為它提供一個(gè)吸取植物養(yǎng)分及繁殖的寓所。該成果發(fā)表于最新一期的《自然-科學(xué)報(bào)告》。
葡萄根瘤蚜在葉上形成蟲(chóng)癭,在根上形成小瘤,最終導(dǎo)致葡萄植株腐爛死亡。其嚴(yán)重危害歐洲和美國(guó)西部的葡萄,如19 世紀(jì)末在法國(guó)幾乎毀掉葡萄酒生產(chǎn)。
美國(guó)托萊多大學(xué)一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了昆蟲(chóng)和植物間親密關(guān)系的令人惱火的細(xì)節(jié),為保護(hù)世界各地的葡萄酒、葡萄干、葡萄果醬等的來(lái)源——葡萄藤免受重大農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)的侵害打開(kāi)新大門(mén)。
“當(dāng)蟲(chóng)癭在葉子上形成時(shí),花的基因就打開(kāi)了。它們本不該被激活,但昆蟲(chóng)操作性地把自己的信號(hào)插到通道中以獲得類似花朵的結(jié)果?!蓖腥R多大學(xué)Jesup Scott 榮譽(yù)學(xué)院院長(zhǎng)、環(huán)境科學(xué)系教授Heidi Appel說(shuō)道。
昆蟲(chóng)產(chǎn)卵并開(kāi)始利用植物的生殖遺傳機(jī)制,引導(dǎo)植物創(chuàng)造這些結(jié)構(gòu)。蟲(chóng)癭的真正建造者其實(shí)是植物本身。
托萊多大學(xué)研究開(kāi)發(fā)高級(jí)執(zhí)行主任Jack Schultz 也表示,1867年,達(dá)爾文在觀察到蟲(chóng)癭被切開(kāi)后與桃子內(nèi)部有一定程度的相似性時(shí),提出了這個(gè)想法。
“我們檢驗(yàn)了達(dá)爾文的假設(shè),發(fā)現(xiàn)昆蟲(chóng)迫使植物利用相同的基因來(lái)制造一種蟲(chóng)癭,而植物本是用來(lái)制造花朵或者果實(shí)的?!盨chultz 說(shuō)。
Appel 進(jìn)一步介紹,“在每種情景下,我們遺傳監(jiān)測(cè)植物在蟲(chóng)癭每個(gè)階段的變化,也就是昆蟲(chóng)向其注入信號(hào)的整個(gè)經(jīng)過(guò)。這個(gè)信號(hào)接管了植物的發(fā)育過(guò)程,并告訴植物在葉子上做一個(gè)蟲(chóng)癭,而不是在其他正常的植物組織上?!?/p>
蟲(chóng)癭通過(guò)消耗資源和阻礙光合作用毀壞葡萄,導(dǎo)致產(chǎn)量降低。通過(guò)識(shí)別葡萄藤中不得不被激活以產(chǎn)生蟲(chóng)癭的基因,科學(xué)家接下來(lái)可以找到一種阻止昆蟲(chóng)攻擊植物的方法。
“北美的葡萄藤已經(jīng)發(fā)展出抗根瘤蚜的能力,一種選擇是雜交培育具有遺傳抗性的植物,很多研究團(tuán)隊(duì)都致力于抗根瘤蚜葡萄新品種的研究工作;另一個(gè)選擇也可以是研發(fā)一種基于生物防護(hù)的殺蟲(chóng)劑,在葡萄藤上噴灑,以控制植物在不同時(shí)間段活躍的激素?!盨chultz 說(shuō)道。
一旦葡萄根瘤病得到控制,將會(huì)大幅提升葡萄的產(chǎn)量,改善葡萄園管理,并保護(hù)數(shù)以億計(jì)的葡萄酒衍生行業(yè)產(chǎn)品。
(消息來(lái)源:中國(guó)科學(xué)報(bào))