世界农化网中文网报道:全球气候变暖不仅影响人类的生活,也使生态系统发生变化。尽管众多研究已报道了作物、害虫、天敌等农业生物受环境高温影响的机制,但对于″环境高温如何影响农业生态过程?″仍认识有限。


马铃薯是低温作物,具有喜冷凉、耐低温的特性,高温常影响其生长并导致产量和品质下降。马铃薯块茎蛾是马铃薯的重要害虫,在我国西南地区发生较重,螟黄赤眼蜂是其卵寄生蜂。马铃薯在田间常释放大量挥发性有机化合物,在作物-害虫-天敌三者相互作用中扮演关键角色。近年来,我国西南地区呈现气温升高的趋势,该变化对马铃薯和农业昆虫的生态关系的影响有待研究。



近日,浙江大学农业与生物技术学院昆虫科学研究所在Plant, Cell & Environment 发表了题为″Heat stress affects potato’s volatile emission that mediate agronomically important trophic interactions″ 的论文,阐述了高温对马铃薯、马铃薯块茎蛾及螟黄赤眼蜂三者互作的影响。


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研究者对马铃薯植株进行高温(30℃)预处理,进而分析了植株挥发物释放的变化,以及块茎蛾和赤眼蜂对其趋向行为的改变。结果表明,块茎蛾雌成虫对高温处理植株的选择偏好性下降,在其上的产卵量减少;而寄生蜂对高温处理植株的选择偏好性上升,在其上的卵寄生量增加。比较高温和常温处理植株的挥发物发现β-石竹烯等在高温处理植株上释放量显著增加,且对块茎蛾雌成虫呈现驱避作用,而对寄生蜂呈现吸引作用。利用转录组分析植物挥发物合成关键分子通路基因的表达水平,发现高温处理后挥发物合成通路众多基因表达上调。当外源喷施脱落酸后,植株挥发物释放受到抑制,两种昆虫对高温和常温处理植株的选择偏好性均被极大削弱。


该研究表明,环境高温能影响农作物挥发物的释放,挥发物的类型和含量又会影响作物-害虫-天敌三者的生态关系。因此气候变化对农业生态系统内种间关系的影响不容小觑,需要得到更广泛和深入的关注;另外,在农业生产中对作物害虫开展生物防治时,也需考虑气候变化带来的潜在影响。


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高温影响马铃薯-块茎蛾-赤眼蜂互作的模型



原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14416