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科學探索：紅薯的預警信號
圖片來源：Pixabay
有一種紅薯，一旦它的葉片受到蟲子啃咬，就會(hui) 釋放刺鼻的化學信號，促使葉片（無論是同一株植物上的還是周圍同種植株上的）合成防禦性蛋白質，從(cong) 而讓葉肉變得難以消化。最近，一項新的研究持續追蹤了這種氣味預警係統，相關(guan) 內(nei) 容發表於(yu) 《科學報告》（Scientific Reports）。
阿克塞爾·米特霍夫（Axel Mit-höfer）是德國馬克斯·普朗克化學生態學研究所的植物生態學家，也是這篇論文的共同作者之一。他說：“這種紅薯的防禦反應非常迅速。”在其他種類的植物中，也存在化學預警現象。通常，預警信號會(hui) 讓鄰近的植株進入防禦狀態，但隻有當葉片真的被啃咬後才會(hui) 合成防禦性物質。但是，這種紅薯的葉片在附近的葉片被啃咬時，立馬就會(hui) 合成防禦性物質。
為(wei) 了實驗，米特霍夫和同事把毛蟲放到了兩(liang) 種不同的紅薯上：一種是抗蟲能力很好的紅薯品種台農(nong) 57（TN57）號；另一種則是TN66號（TN57號的近親(qin) 品種），它的抗蟲能力較差。兩(liang) 者均為(wei) 中國台灣出產(chan) 的品種。在受到毛蟲攻擊後，兩(liang) 種紅薯都“呼出”了至少40種化學物質，但是，TN57葉片釋放的DMNT（在植物的防禦反應中常見的一種信號物質）是TN66的近2倍。
在另一個(ge) 密閉的玻璃罩中，放著一株TN57，研究人員預先用鑷子紮破了它的葉片。隨後，研究人員又把一株健康的TN57放入了密閉的玻璃罩中。在不到24小時的時間裏，兩(liang) 株植物未受傷(shang) 的葉片中均出現了高濃度的貯藏蛋白（sporamin）。
貯藏蛋白是一種大量存在於(yu) 紅薯塊莖中的蛋白質，它能讓沒有被煮熟的塊莖難以消化。而當研究人員向玻璃罩內(nei) 釋放人工合成的DMNT時，即便植株完整健康，葉片也會(hui) 迅速合成貯藏蛋白。
米特霍夫的研究團隊正在進行下一步的工作，深入探究TN57的葉片“聞”和“認”DMNT的機製。此外，他們(men) 還希望研究葉片釋放的其他化學成分，明確是否存在更多能夠激發植物防禦反應的物質。
美國羅格斯大學的昆蟲學家西澤·羅德裏格斯-紹納（Cesar Rodriguez-Saona，並未參與(yu) 這項研究）認為(wei) ，相關(guan) 研究展示了一種非常有趣的植物防禦機製。但他也指出，由於(yu) 密閉性，玻璃罩內(nei) 的DMNT濃度可能遠遠高於(yu) 空氣流通的實際空間。他認為(wei) 還有一種可能性：TN57的葉子不一定總是會(hui) “非常迅速”地直接響應這種防禦反應，畢竟這麽(me) 做非常消耗能量。
撰文：普林亞(ya) 克·倫(lun) 瓦爾（Priyanka Runwal）
翻譯：祝錦傑
文章來源：環球科學
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