一項新的研究顯示，番茄果實在被毛毛蟲吃掉時會通知母株。關(guān)于水果是否可以與它所附著的植物進行交流，我們知之甚少，這對于警告植物受到威脅可能很重要。這一早期證據(jù)表明，害蟲襲擊確實會觸發(fā)整個植物的防御性電和生化反應。這可以為未來檢測農(nóng)業(yè)害蟲提供更有效的監(jiān)測策略。
可持續(xù)糧食系統(tǒng)前沿
的最新研究表明一種番茄植物的果實在被毛蟲侵擾時會向植物的其余部分發(fā)送電信號。植物有多種化學和激素信號通路，它們通常通過樹液(通過植物的富含營養(yǎng)的水)傳播。在水果的情況下，專門的營養(yǎng)物質(zhì)流，以水果和很少有研究是否有相反的方向，即從水果到工廠的任何通信。
我們通常會忘記植物的果實是其母株的活的半自主部分，遠比我們目前想象的要復雜!既然果實是植物的一部分，由葉子和莖的相同組織組成，為什么它們不能像普通葉子一樣與植物交流，告訴它他們正在經(jīng)歷什么?” 巴西佩洛塔斯佩洛塔斯聯(lián)邦大學的第一作者Gabriela Niemeyer Reissig 博士說。“我們發(fā)現(xiàn)水果可以與植物的其他部分共享重要信息，例如毛蟲攻擊——這對植物來說是一個嚴重的問題——這可能可以讓植物的其他部分為同樣的攻擊做好準備。”
番茄的防御
為了驗證水果通過電信號進行交流的假設，Niemeyer Reissig 和她的合作者將番茄植株放置在法拉第籠中，在連接果實和植株的樹枝末端設有電極。然后，他們測量了果實被棉鈴蟲毛蟲攻擊24 小時之前、之中和之后的電響應。該團隊還使用機器學習來識別信號中的模式。
結(jié)果顯示攻擊前后的信號之間存在明顯差異。此外，作者還測量了植物其他部分的生化反應，例如過氧化氫等防御性化學物質(zhì)。這表明，即使在遠離毛毛蟲造成的損害的植物部分，這些防御也被觸發(fā)。
作者強調(diào)，這些仍是早期結(jié)果。他們的測量提供了所有電信號的“大圖”視圖，而不是更精確地區(qū)分單個信號?？纯催@種現(xiàn)象是否適用于其他植物物種以及不同類型的威脅也很有趣。
也就是說，機器學習的這種新穎用途似乎具有回答這些和其他未來問題的巨大潛力。該技術(shù)還可以為農(nóng)業(yè)昆蟲控制提供新的——可能更環(huán)保——的方法。
“如果像我們這樣的研究繼續(xù)推進，并且在開放環(huán)境中測量電信號的技術(shù)不斷改進，就有可能很早就發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)害蟲的侵染，從而采取不那么激進的控制措施和更準確的昆蟲管理，”尼邁耶解釋說賴西格。“了解植物如何與其果實相互作用，以及果實之間如何相互作用，可能會帶來關(guān)于如何‘操縱’這種交流以提高果實質(zhì)量、對害蟲的抵抗力和收獲后的保質(zhì)期的見解。
標簽： 西紅柿
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