吸食树液的虫子为了自己的利益操纵它们的寄主植物的新陈代谢

德国马克斯普朗克化学生态研究所的研究人员首次表明，自由生活的吸汁虫可以控制寄主植物的新陈代谢，从而创造稳定，营养的饲养场所。

在eLife上发表的这一发现表明，虫子通过复制植物激素并将其注入叶子来实现这一目标。他们对内生昆虫物种使用类似的饲养策略，这些物种生活在植物体内。这些发现可能有助于制定有效的虫害管理战略。

自由生活的昆虫能够在野外不同的植物之间移动和喂养，不像它们不那么流动的内生对应物，它们的大部分时间都生活在植物的受限区域，通常在组织内部。当植物被依赖它们作为食物和住所的虫子作为目标时，它们往往依靠防御反应来阻止它们的攻击者。然而，一些昆虫操纵这些机制来抵抗植物的防御，甚至在饲养场周围创造更好的营养环境。到目前为止，人们认为只有内生昆虫才采用这种策略。

“人们普遍认为内生昆虫使用一种名为细胞分裂素(CK)的植物激素改变宿主的生理机能，”主要作者，马克斯普朗克化学生态研究所的博士后研究员Christoph Bruetting解释道。“这些激素可以将通常产生糖的植物器官 - 例如成熟的叶子 - 变成一种储存或消耗糖的'下沉'。这表明操纵CK可能是一种内生昆虫在其中产生局部代谢汇的方式。他们感染的组织。然而，之前没有任何证据证明任何昆虫可以将CK转移到植物上。“

为了进一步研究这一点，Bruetting和他的团队研究了土狼烟草植物(Nicotiana attenuata)如何应对自然生活昆虫Tupiocoris notatus(T. notatus)的侵染，这是自然界中最常见的敌人之一。科学家开发了一种同位素标记技术，使他们能够清楚地看到T. notatus苍蝇将CK注入受攻击的叶子来操纵植物的新陈代谢。

在小型侵染期间，只有20只昆虫一次能够在一片叶子上进食，研究小组发现，虽然饲喂损害严重，但叶片的整体营养质量没有改变。当植物经历更极端的侵染时，受侵袭的叶子中的蛋白质水平降低，但它们的糖和淀粉含量保持不变。

“对营养水平的这种边际影响可能是由于来自未受到攻击的组织的营养物被分配到受伤组织，”资深作者，马克斯普朗克化学生态研究所所长兼分子生态学系主任Ian Baldwin说。“如果这是正确的，那么T. notatus喂养可能导致那种糖'下沉'，只有内生物种被认为是在喂食期间产生的。”

Baldwin补充说，对T. notatus和CK转移的进一步研究将为植物 - 食草动物相互作用过程中发生的复杂相互作用提供新的见解，这可能有助于开发新的策略来增加作物对昆虫攻击的耐受性。

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