作物,、害蟲,、害蟲天敵,，它們之間錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，是科學(xué)家們研究的熱點(diǎn),。在更小的領(lǐng)域中,，害蟲和害蟲之間，又是怎樣的關(guān)系,？尤其是共享寄主的不同害蟲,，它們之間，又是怎樣相處的,？

在過去,，普遍認(rèn)為共享同一寄主的不同害蟲，更多是競爭排斥的關(guān)系,，但一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn),，不同害蟲之間，也會(huì)互相協(xié)作,，合力攻破植物的防御機(jī)制,。

該研究由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所抗病蟲作物生態(tài)安全評價(jià)與利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)完成，相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然通訊（Nature Communications）》上,。

水稻介導(dǎo)的二化螟和褐飛虱及其寄生蜂多重種間關(guān)系,。中國農(nóng)科院供圖

二化螟為褐飛虱創(chuàng)造有利條件

團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家李云河研究員介紹，團(tuán)隊(duì)長期研究水稻對害蟲的防御機(jī)制,，以及害蟲的反防御機(jī)制,。在研究中，科研人員發(fā)現(xiàn),，二化螟這種水稻上常見的害蟲,，為害水稻后，水稻中的游離氨基酸含量會(huì)提高,，甾醇等防御物質(zhì)含量下降,，這能顯著促進(jìn)另一種害蟲褐飛虱的生長,。

同時(shí)，當(dāng)褐飛虱侵害水稻時(shí),，會(huì)誘導(dǎo)出水稻的間接防御機(jī)制,，釋放信息揮發(fā)物，顯著引誘褐飛虱的天敵,，一種卵寄生蜂稻虱纓小蜂。然而,，二化螟為害誘導(dǎo)水稻揮發(fā)物可顯著排斥稻虱纓小蜂,。當(dāng)褐飛虱與二化螟共同為害水稻時(shí)，二化螟誘導(dǎo)水稻揮發(fā)物發(fā)揮主導(dǎo)作用,，覆蓋了褐飛虱蟲害誘導(dǎo)的水稻揮發(fā)物,，導(dǎo)致稻虱纓小蜂無法通過水稻揮發(fā)物準(zhǔn)確定位褐飛虱卵，顯著降低褐飛虱卵被寄生的風(fēng)險(xiǎn),。這意味著,，二化螟為褐飛虱創(chuàng)造了有利條件。事實(shí)也證明,，褐飛虱進(jìn)化出了可以積極利用這一現(xiàn)象的能力,，它們更偏愛在那些被二化螟為害過的稻株上取食和產(chǎn)卵。

這一發(fā)現(xiàn),，引發(fā)了科研人員的濃厚興趣,，他們想知道，二化螟給褐飛虱創(chuàng)造了侵害水稻的有利條件,，那么反過來,，褐飛虱是否也會(huì)為二化螟提供便利？它們之間的關(guān)系,，是單方面的,，還是互利的？

褐飛虱降低水稻對二化螟的防御

針對水稻,、二化螟,、褐飛虱之間的關(guān)系，科學(xué)家們進(jìn)行了更深入的研究,。

研究發(fā)現(xiàn),，當(dāng)二化螟單獨(dú)為害水稻時(shí)，會(huì)迅速誘導(dǎo)水稻的防御反應(yīng),，水稻中的相關(guān)茉莉酸和蛋白酶抑制劑等防御基因的表達(dá)會(huì)顯著上調(diào),，重要抗蟲防御物質(zhì)蛋白酶抑制劑迅速累積，這帶來的影響,，會(huì)導(dǎo)致后來的二化螟幼蟲,，生長發(fā)育受到明顯抑制,。

但當(dāng)褐飛虱到來，與二化螟共同為害水稻時(shí),，會(huì)顯著抑制水稻的防御反應(yīng),，相關(guān)防御基因表達(dá)下調(diào)，蛋白酶抑制劑含量顯著下降,，這幾乎完全消除了對后來二化螟幼蟲所帶來的負(fù)面影響,。

對這種變化，二化螟顯然也是“知情”的,，并且在積極利用,。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)二化螟單獨(dú)為害水稻時(shí),，因?yàn)樗緦髞碛紫x的抑制作用,，雌性二化螟會(huì)選擇將蟲卵產(chǎn)在健康的植株上，以此避開水稻對幼蟲生長發(fā)育的抑制,。而褐飛虱存在時(shí),，雌性二化螟則傾向于將卵產(chǎn)在褐飛虱單獨(dú)為害的植株，或兩者共同為害的植株上,，以此讓幼蟲獲得更好的生長條件,。

互利是一種選擇的結(jié)果

昆蟲在寄主選擇中，有一種“選擇—表現(xiàn)”假說,，英文名詞為“Preference-performance”,。這一假說認(rèn)為，成蟲會(huì)選擇有利于子代發(fā)育的高品質(zhì)寄主,，但在寄主選擇中,，除了寄主品質(zhì)外，其他因素也可能影響選擇決策,。

李云河介紹,，對二化螟和褐飛虱協(xié)作互利的研究，驗(yàn)證了這一假說,。在進(jìn)一步的研究中,，科研人員還發(fā)現(xiàn)，二化螟也同樣利用和褐飛虱的協(xié)作躲避天敵,。研究數(shù)據(jù)顯示,，相對二化螟單獨(dú)為害稻株，二化螟將卵產(chǎn)在褐飛虱為害的稻株上其卵被赤眼蜂寄生的概率,，可以降低30%-45%,。

李云河表示，這是一項(xiàng)全新的發(fā)現(xiàn),，打破了人們對共享寄主昆蟲種間競爭排斥關(guān)系的普遍認(rèn)知,，并基于生態(tài)位理論,，闡釋了共享同一寄主植物昆蟲種間，發(fā)展為“互利共存”關(guān)系的生態(tài)機(jī)理,，拓展和深化了物種“生態(tài)位分異理論”的內(nèi)涵,，為科學(xué)制定害蟲生態(tài)防控新策略和新技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。

該研究得到了國家自然科學(xué)基金和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目的資助,。

新京報(bào)記者周懷宗