这项研究报告为农业治虫害带来了希望
“活性成分”能请来“保镖”,人工合成技术却很难实现
漫画/冷洁
目前,一些农作物中也含有少量萜烃成分,譬如:玉米、苹果、豆荚、黄瓜和棉花。据了解,引诱掠食性昆虫进行自我防御的这种“活性成分”不同程度地存在于许多植物种类之中,“活性成分”主要是由萜烃(在精油和植物含油树脂如针叶树中可找到,多用于有机化合)构成。萜烃与从薄荷中提取的薄荷油的气味十分相似,但是,当某些植物的萜烃浓度降低时,人们就无法闻出它的气味
在野生环境中,植物引诱掠食性昆虫对于控制害虫侵扰是至关重要的。有时,植物所分泌的物质还会招来猎杀蚜虫的瓢虫和寄生蜂,让寄生蜂排卵在蚜虫体内。洛桑研究所的皮克特指出,植物发出的求救信号并不像人们所想象的那样简单,当它们遭受害虫蚕食时,会分泌化学物质发出信号引诱专门猎杀这种害虫的昆虫前来“护驾”
科学家们对此项研究结果产生了浓厚兴趣,认为拟南芥将引导科学家寻找控制农作物虫害的新方法,从而降低化学杀虫剂的需求和使用。对于科学家而言,拟南芥并不陌生,由于它拥有完整的基因组序列,经常被应用于植物科学研究。这种转基因植物是拟南芥,它属于一种小型芥菜植物
转基因植物拟南芥“自卫”现象,引起科学家关注
科学家研究新型培育技术,使植物具备请“保镖”的能力
无庸置疑,基于拟南芥的研究发现,这将给农业治虫害领域注入一剂兴奋剂,它将为开辟新型治理农作物虫害方法奠定理论基础。此外,许多害虫物种已对杀虫剂产生抗性,杀虫剂并不能像以前那样有效杀灭害虫。目前,在控制农作物虫害方面,传统治虫害方法喷洒杀虫剂渐渐地让人们产生了许多顾虑,随着杀虫剂的广泛使用,人们越来越多地认识到杀虫剂的缺陷,杀虫剂在农作物上残留的化学物质会对人类健康构成危害
一旦该化学物质具体组成成分被鉴定出来,我们将采用正规、传统的培育方式,尽可能地使植物具有吸引掠食性昆虫的“能力”。研究小组现在的主要目标是鉴定植物引诱掠食性昆虫所分泌的化学物质。鲍沃麦斯特指出,这项研究有助于培育新一代非基因改良能够引诱掠食性昆虫的植物
科学家对转基因植物的研究和开发,现已遭受批判人士的强烈指责和抗议,批判人士指出,转基因植物的出现将给自然环境带来严重破坏。皮克特强调称,近年来陆续出现的转基因农作物不必引起人们的恐慌,要知道地球所有植物的基因都是基于一定的规律变化,而这一切都在生物学家的“掌握”之中。改良转基因植物会使自然环境中许多种类昆虫数量减少,并影响周边植物的生长
这对于植物防虫害并没有太大的改变。例如,当农作物遭受二斑叶螨侵害,也许研究人员喷洒在农作物上的化学物质能够有效对付二斑叶螨,但当农作物遭受其他害虫蚕食时,这种化学物质有可能会失效。鲍沃麦斯特表示,一些研究人员所合成含有萜烃的化学物质只是在农作物遭受害虫破坏时才能派上用场
皮克特说:“这项研究发现很有可能会应用在提高农作物生产上。科学家发现拟南芥这种转基因植物能够分泌引诱掠食性昆虫的化学物质,无可否认地讲,这给农业治虫害领域带来了希望。对于生态系统而言,这种平衡性有存在的必要。无论是植物、蚕食植物的害虫,还是植物请来的‘保镖’,它们之间相互制约生存是自然界平衡生态系统的一个组成部分。然而,我们人类不可能让害虫肆虐蚕食农作物,我们所要实现的是保证和提高农作物产量。为了有效控制农作物虫害,人类不可避免地会破坏植物、蚕食植物的害虫以及掠食性昆虫这一三角平衡关系。”
我们可以将拟南芥所分泌的化学物质像基因一样合成到另一种植物体中。”。同时,拟南芥是一种转基因植物,它将是一个现成的成功实例。鲍沃麦斯特说,“类似拟南芥这种自我防御的现象普遍存在于植物王国中,这将意味着我们利用这种特殊的分泌物质可应用于其他种类的植物
英国贺平登郡洛桑研究所生物化学部门主管约翰·皮克特指出,植物对农作物害虫的自身防御要比喷洒杀虫剂更为有效,此项研究报告是生物界第一次发现转基因植物能够分泌出吸引掠食性昆虫的化学物质,该项发现具有重要意义。这份研究报告现已发表在近日出版的《科学》杂志上
鲍沃麦斯特强调指出,人工合成含有萜烃的化学物质治虫害效果却差强人意,植物分泌出包括萜烃的化学物质是效果最好的,可实现植物、农作物害虫和掠食性昆虫之间微妙的生物平衡。在此项研究之前,科学家已认识到萜烃的特殊作用,并试图人工合成萜烃制成特殊的化学物质来控制害虫对农作物的危害
荷兰瓦赫宁恩大学国际植物研究系生物化学家哈罗·鲍沃麦斯特是此项研究报告的合著者之一,他指出,野生环境中存在着许多种类植物,为了适应生存,它们有着许多避开害虫侵扰的方法。但是,此项研究值得科学家们备加关注的是:拟南芥是一种转基因植物,它能够分泌化学物质吸引掠食性昆虫。通过引诱掠食性昆虫充当自己的“保镖”将侵略者杀死的现象很普遍,这是植物的生存之道。这对今后研究控制农作物虫害的方法具有深远意义
拟南芥属于小型芥菜植物
植物在生长过程中难免会遭受害虫的侵扰,为保护植物茁壮生长,通常人类会在植物上喷洒杀虫剂以抵御害虫对植物的破坏。荷兰科学家最新研究报告指出,也许人类不必帮植物消灭害虫,某些植物懂得如何请来“保镖”。目前,科学家发现一种新型转基因植物所分泌的特殊化学物质会发出信号,请来“保镖”将蚕食枝叶的害虫杀死