番茄果实在受到攻击时会向植物的其余部分发出电气警告

一项新研究显示，番茄果实在被毛毛虫吃掉时会通知母株。关于水果是否可以与它所附着的植物进行交流，我们知之甚少，这对于警告植物受到威胁可能很重要。这一早期证据表明，害虫袭击确实会触发整个植物的防御性电和生化反应。这可以为未来检测农业害虫提供更有效的监测策略。最近发表在《可持续食品系统前沿》上的一项研究表明，一种番茄植物的果实在被毛毛虫侵扰时会向植物的其余部分发送电信号。植物有多种化学和激素信号通路，它们通常通过树液（流经植物的富含营养的水）传播。就水果而言，营养物质只流向水果，而且很少研究是否存在相反方向的交流——即从水果到植物。 “我们通常会忘记，植物的果实是其母株的活的半自主部分，远比我们现在想象的要复杂！既然果实是植物的一部分，由叶子和茎的相同组织组成，为什么它们不能像普通叶子一样与植物交流，告诉它他们正在经历什么？”巴西佩洛塔斯佩洛塔斯联邦大学的第一作者 Gabriela Niemeyer Reissig 博士说。 “我们发现，水果可以与植物的其他部分共享重要信息，例如毛虫攻击——这对植物来说是一个严重的问题——这可能可以让植物的其他部分为同样的攻击做好准备。”为了验证水果通过电信号进行交流的假设，Niemeyer Reissig 和她的合作者将番茄植株放置在法拉第笼中，在将果实与植株相连的树枝末端设有电极。然后，他们测量了果实被棉铃虫毛虫攻击 24 小时之前、之中和之后的电响应。该团队还使用机器学习来识别信号中的模式。结果显示攻击前后的信号之间存在明显差异。此外，作者还测量了植物其他部分的生化反应，例如过氧化氢等防御性化学物质。这表明，即使在远离毛虫造成损害的植物部分，这些防御也被触发。作者强调，这些仍是早期结果。他们的测量提供了所有电信号的“大图”视图，而不是更精确地区分单个信号。看看这种现象是否适用于其他植物物种以及不同类型的威胁也很有趣。也就是说，机器学习的这种新颖用途似乎具有回答这些和其他未来问题的巨大潜力。该技术还可能为农业昆虫控制提供新的——可能更环保——的方法。

“如果像我们这样的研究继续推进，并且在开放环境中测量电信号的技术不断改进，就有可能很早就发现农业害虫的侵染，从而采取不那么激进的控制措施和更准确的昆虫管理，”尼迈耶解释说赖西格。 “了解植物如何与其果实相互作用，以及果实之间如何相互作用，可能会带来关于如何'操纵'这种交流以提高果实质量、对害虫的抵抗力和收获后的保质期的见解。”重新出版指南：开放获取和共享研究是 Frontiers 使命的一部分。除非另有说明，否则您可以重新发布在 Frontiers 新闻博客中发布的文章——只要您包含返回原始研究的链接。不允许出售物品。