立春防虫！《科学》封面：会挑“软柿子”捏的虫要这样治……
本文转自：文汇报
立春节气到来 ， 此时节历经冬日的蛰伏 ， 天气开始逐渐回暖 ， 万物渐次复苏 。
此时防虫防病 ， 对于一年的健康与丰收 ， 作用关键 。
最近 ， 中外科学家在农业重大害虫小叶蝉的防治上 ， 又有了重要发现 。
就在昨天立春之日 ， 国际知名学术期刊《科学》以封面论文的形式在线发表了这项成功 。
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这一发现来自中国科学院分子植物科学卓越创新中心李大鹏研究团队与德国马克斯普朗克化学生态所的合作 。
植物无法通过移动来躲避病虫害 ， 于是就进化出了自己“产药”的本领 。
这些结构复杂多样的特异性代谢产物 ， 就是科学家希望破解的植物“化学语言” 。
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小叶蝉（Empoasca leafhopper）是一种严重危害农作物的世界性害虫 。
就像蚊子、跳蚤对于人类一样 ， 小叶蝉分布广、生得快、传播多种植物病毒 。
为了防治它 ， 农民不得不大量喷洒农药 ， 既费钱费事、破坏环境 ， 效果又非常有限 。
其实 ， 为了对付小叶蝉 ， 不少植物都进化出了合成茉莉素的本领 。
只要有足够的茉莉素 ， 就能令小叶蝉避而远之 。
然而 ， 之前研究发现 ， 小叶蝉竟然能够“把脉” ， 判断出植物合成与调动茉莉素的能力 。
它会挑“软柿子”捏 ， 专门找那些茉莉素含量低的植物 ， 作为自己的寄主 。
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为了破解小叶蝉的这一“招数” ， 研究团队在野外大田摆起了龙门阵 。
他们种植了基因背景各不相同的1816株重组自交系群体 ， 让小叶蝉自由选择宿主 。
结果 ， 他们从小叶蝉的“自由选择”中顺藤摸瓜 ， 发现了一种植物对小叶蝉产生非寄主抗性的关键化合物——CPH 。
有趣的是 ， CPH正是由非常规的茉莉素元件JAZi特异性调控的 。
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研究发现 ， 植物只有在被小叶蝉攻击时 ， JAZi才会在被攻击的叶片中被合成出来 ， 激活其调控的CPH合成 。
更巧妙的是 ， 催化合成JAZi的几个化合物 ， 竟然关系着植物直接和间接防御通路 。
由此 ， 科学家破解了植物各防御通路之间巧妙“对话与调度” ， 合成代谢武器的奥秘 。
最终 ， 研究团队通过合成生物学的手段将该代谢通路整合到番茄与蚕豆等作物中 ， 设计出小叶蝉非寄主选择的高抗作物 。
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始于上世纪60年代的农业绿色革命 ， 使得农作物产量得到了空前增长 。
而现在 ， 面对全球气候变暖的挑战 ， 植物学家正在寻找农业增长的新出路 。
该研究运用博物学驱动的多组学分析与合成生物学相结合的研究方法 ， 为设计第二代绿色革命高产优质抗逆作物提供全新的代谢维度 。
它为植物如何特异性调度其化学“防御壁垒”抵抗昆虫进攻提供了全新的代谢视角 。
中国科学院分子植物科学卓越创新中心李大鹏研究员、德国马克斯普朗克化学生态所Ian Baldwin教授和博士后白悦辰为本文共同通讯作者 ， 德国马克斯普朗克化学生态所白悦辰为本文第一作者 。
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