红薯可警告邻居害虫来袭

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甘薯植物没有刺或毒素来保护自己。然而，一项新的研究发现，一些甘薯植物已经进化出一种“聪明”的方法，让真正的食草动物知道它们不是“可以*食用”的食物。当叶子受伤时，它会产生一种化学物质来警告植物的其他部分和“邻居”，这样它们就不会被虫子吃掉。甘薯种植者可以让这种植物产生这种化学物质，作为抵御害虫的天然防御。

德国耶拿的马克斯·普朗克化学生态研究所的植物生态学家阿克塞尔·米特霍弗(Axel Mithofer)注意到了一些有趣的现象，因为他注意到了两种生长在中国*的甘薯植物:黄色马铃薯皮和黄色马铃薯肉的台农57号通常能抵御害虫，但深橙色甘薯皮的台农66号却感染了害虫。

为了了解这背后的原因，该小组喂养饥饿的非洲棉叶毛虫“台农57”和“台农66”植物。在最近发表在《科学报告》上的一份报告中，作者发现当毛虫吃掉它们的叶子时，这两种植物都会释放至少40种空气中的化合物。但是“台农57”会释放更多的二甲基亚硝胺，这种化学物质会发出一种特殊的气味。"这味道不太好。"米特霍夫说，“我们不能指望它闻起来像香水一样好。”

二甲基亚硝胺不是一种新化合物。研究人员已经从玉米和卷心菜等其他植物中分离出这种令人不快的化学物质。众所周知，它会引起某些物种的防御反应。

为了确定甘薯是否发生了这种情况，科学家做了两个实验。首先，他们把两种植物放在一起，用镊子夹伤其中一种，这样就产生了DMNT。然后他们将健康的“台农57”植物暴露在合成的二甲基亚硝胺中。在这两种情况下，DMNT在暴露的植物叶片中产生更多的贮藏蛋白孢子囊蛋白(“台农66”没有相同的反应)。当毛毛虫吃下储存蛋白质时，“它们的消化受到抑制，它们会立即停止进食，因为它们感觉不舒服。”米特霍夫说。

孢子囊蛋白是甘薯块茎中的主要蛋白质，难以消化。这就是为什么红薯在被人们食用之前必须被煮熟的原因。米特霍夫说:“如果毛毛虫能煮它，它们就能吃它。”他说，理论上，甘薯育种者可以利用基因工程使不同品种的甘薯产生相当于“台农57”的DMNT，并使它产生同样的防御反应。

然而，植物生态学家马丁·海尔警告说，这项研究的应用还为时过早。海尔在伊拉佐托的墨西哥国家技术研究所研究植物和昆虫之间的相互作用，他说DMNT在实验室可能是有效的，但是在野外，空气中的化学物质可以“在几秒钟内被吹走”

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.aba5543