植物透過誘導原等分子訊號感知草食動物攻擊
2021/05/28 @國際
摘要
大自然中，植物不斷受到草食動物的攻擊，其演化出一套生存策略，包括透過草食動物分泌的特定分子或植物本身的分子等來啟動誘導原，接著激發植物的各種防禦機制，賦予對捕食者的抵抗力，相關反應機制也為有機農業的應用打開了大門。
示意圖
自然界中有其維持平衡的方式，此說法可從食草動物攝食之植物得證。事實上，這些植物已進化產生防禦系統，其透過植物內部及外部細胞信號傳導來警告甚至免於掠食者攻擊，如對捕食者或植物本身產生各種「誘導原」的分子感應及引發「SOS訊號」。
當同一草食動物多次攝食該植物時，植物則會學習辨識攝食行為並記錄與之相關的分子模式，稱「草食動物相關分子模式 (HAMP)」。HAMP也為誘導原，包括以下幾種：
(1)存在於植物細胞內的成分，當草食動物對植物造成傷害時，即釋放出來。
(2)草食性昆蟲口腔中的植物細胞壁和其他胞器之消化物，此消化物成為一部分昆蟲口腔的分泌物(OS)時，也可引起誘導原的作用。另外，透過高通量基因和蛋白質檢測系統確認 特定或特殊型草食動物影響而生成的誘導原，如吸食性草食動物唾液腺含有多種誘導原，如黏液素唾液蛋白、螨蛋白等，吸食植物過程中分泌至植物中，促使誘導原產生作用。
(3)其他特殊誘導原：蟲卵、植物可偵測之昆蟲信息素、昆蟲腸道之共生細菌等。
然而，植物以什麼方式傳達SOS信號呢? 目前的證據指出植物可藉由空氣傳遞SOS訊號，當植物受損時，其釋放揮發性化學物質到空氣中，使附近的植物可偵測到，另外，植物的防禦系統因昆蟲的攻擊，其透過後生調控產生”遺傳記憶”，進而針對未來的攻擊做出相應的調整。
有鑑於了解植物防禦系統及有害生物影響遺傳調控，可幫助人們降低農藥的使用，隨之減少農藥所帶來的各種風險，因此，可使農業朝向有機化發展，避免有害化學物質的危害。 【延伸閱讀】揮發性化合物誘導植物防禦啟動的影響
資料來源
文章摘譯
