植物界也有「電信運營商」
撰文 | 中國科學院昆明植物研究所
人們對動物界的寄生現象比較熟悉，但在植物界，寄生也是普遍存在的。菟絲子就是人們比較熟知的一種寄生植物。寄生植物通常被認為對寄主有百害而無一利。不久前，最新研究表明，寄生植物可能還有積極的一面。在某些條件下，菟絲子能夠幫助不同寄主之間建立起抗蟲防禦的「聯盟」。
所有寄生植物都具備一個特殊的器官，那就是吸器。寄生植物通過吸器與寄主的維管束組織形成連接，從寄主獲取營養、水分等生長所需物質，造成寄主營養的大量流失，進而嚴重影響寄主生長和繁殖。
菟絲子也不例外，它沒有根也沒有葉片，通過莖纏繞在寄主上併產生大量吸器而獲取營養。菟絲子沒有或者只有非常微弱的光合作用，從而被認為是一類全寄生植物。近來有科研人員發現，寄主和菟絲子的「物質交流」是非常頻繁的，不僅包括水分和營養，還包括蛋白質、次生代謝物等。
一株菟絲子常常能夠同時寄生在多個鄰近的寄主上，從而將不同的寄主連接起來。既然菟絲子和寄主有廣泛的物質交流，那麼「電話線」一樣的菟絲子是否也能讓不同寄主之間相互「信息交流」呢？
「我們的研究是支持這種假設的。」中國科學院昆明植物研究所吳建強博士給出了明確的答案。自2012年從德國學成歸來，吳建強就對寄生植物獨特的生理形態產生了濃厚的興趣，他和他的團隊一直致力於用分子的手段解析這種獨特的生態學現象。
近來，吳建強的團隊與一位美國科學院院士合作，創新性地提出了「菟絲子及其連接的不同寄主形成微群落」這一嶄新概念。
他們發現，在這種微群落中，菟絲子起到一個「通信渠道」的作用，當昆蟲取食一個寄主的時候，這個寄主能夠產生一個信號，這個信號不但能夠誘導被取食植物的抗蟲性，而且通過菟絲子這個渠道，這個抗蟲信號能夠被傳輸到其他的寄主植物，同樣增強這些植物的抗蟲能力。
該團隊的成果還證明，一種叫作茉莉酸的植物激素在這個「交流」過程中起到了非常重要作用，而且這種信號能夠傳遞到至少一米遠的寄主，並誘導抗蟲響應。通過測定發現，這個信號的傳遞速度大約是兩個小時一米。「這種速度對於人來講是非常緩慢的，但是對於植物而言，接收到這種信號就像是被通風報信，能提前得知附近有昆蟲取食而做出抗蟲準備。」吳建強補充說。
這項研究首次從分子水平揭示了菟絲子連接的植物微群落中，菟絲子和寄主、寄主與寄主間複雜的相互作用關係。這些發現不僅對了解抗蟲信號具有重要的意義，也為農業上治理寄生植物危害提供了新的啟示。
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