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日前，浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院教授徐建明團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)際課題組，深入剖析了土壤中鐵離子調(diào)控苯并噁嗪類(lèi)化合物介導(dǎo)的植物—植食動(dòng)物互作的內(nèi)在機(jī)理，揭示了土壤類(lèi)型與植物次生代謝物功能發(fā)揮的內(nèi)在聯(lián)系，率先闡明了土壤因子調(diào)控植物次生代謝物功能的內(nèi)在機(jī)理，為我國(guó)重要入侵害蟲(chóng)草地貪夜蛾的消減和阻控提供了新視角。相關(guān)成果刊登于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》。

植物根系會(huì)持續(xù)不斷地往土壤中分泌初生和次生代謝物，這些分泌物是植物與土壤、動(dòng)物、微生物等進(jìn)行信息傳遞和物質(zhì)交換的重要載體和媒介，是根際和葉際對(duì)話的主要驅(qū)動(dòng)因子。苯并噁嗪化合物是一類(lèi)廣泛存在于玉米、小麥等禾本科作物中的次生代謝物。草地貪夜蛾是玉米生長(zhǎng)過(guò)程中的重要害蟲(chóng)。為了更好地抵御害蟲(chóng)侵?jǐn)_，玉米體內(nèi)會(huì)合成苯并噁嗪化合物次生代謝產(chǎn)物，作為消滅害蟲(chóng)的“天然農(nóng)藥”。但苯并噁嗪化合物在抗擊草地貪夜蛾上并非屢戰(zhàn)屢勝。

苯并噁嗪化合物不僅會(huì)在葉片和根系中合成，還會(huì)以根系分泌物的方式釋放到土壤中。為此，徐建明團(tuán)隊(duì)在江蘇宜興8個(gè)不同地點(diǎn)采集了兩種類(lèi)型的土壤，進(jìn)一步研究土壤類(lèi)型是否會(huì)影響苯并噁嗪化合物對(duì)草地貪夜蛾的抗性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，根系中的苯并噁嗪化合物會(huì)與土壤反應(yīng)，增加植物葉片內(nèi)鐵的含量。

“我們發(fā)現(xiàn)，在根部釋放的苯并噁嗪化合物會(huì)將游離的鐵離子運(yùn)輸?shù)饺~片中?！毙旖鹘榻B，通過(guò)鐵的定量關(guān)系實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)鐵離子是土壤差異的根本原因。鐵離子能夠增強(qiáng)光合作用，有利于玉米產(chǎn)量提升。由于鐵離子這一營(yíng)養(yǎng)劑的影響，原本的天然殺蟲(chóng)劑“失效了”。

這一研究為農(nóng)作物生長(zhǎng)和作物改良提供了新的育種視角，為抗蟲(chóng)型優(yōu)良植物育種提供了新靶標(biāo)。（記者崔雪芹）