從發(fā)芽生長到開花結實，植物要面對不同種群、日益頻繁的害蟲侵襲，而過于活躍的防御反應大量消耗物質與能量，影響植物正常的生長發(fā)育。那么，植物在生長過程中是如何調節(jié)自己的抗蟲反應呢？已知動物和人在一生中免疫反應由盛到衰，這一現(xiàn)象被稱為免疫衰老。一個有趣的問題是，植物抗蟲抗能力是否也會衰退呢？

中科院上海植物生理生態(tài)研究所陳曉亞院士課題組在一項研究中發(fā)現(xiàn)了植物抗蟲反應的這種時序性變化及調控機制。1月9日晚上6點，相關研究成果在線發(fā)表于《自然-通訊》（點擊左下角閱讀原文）。

茉莉素是最重要的植物抗蟲激素。在正常情況下，茉莉素信號處于靜止狀態(tài)。當植物遭受昆蟲襲擊時，一類被稱為JAZ的蛋白迅速降解，釋放茉莉素信號從而激發(fā)抗蟲反應。陳曉亞、毛穎波領導的課題組分析了模式植物擬南芥在不同生長期的抗蟲能力，發(fā)現(xiàn)防御響應由強變弱，但抗蟲性卻由弱變強。這種相反相成的抗性變化是如何調控的呢？通過與該所王佳偉課題組合作，研究人員發(fā)現(xiàn)微小核酸miR156在茉莉素信號輸出過程中具有重要的調控作用。

毛穎波研究員解釋說，miR156被稱為植物的年齡因子，其水平隨著植物的生長穩(wěn)步下降，導致所靶向的SPL蛋白含量逐漸升高，促進植物的成熟并最終進入生殖期開花結果。研究發(fā)現(xiàn)，SPL能夠與防御開關蛋白JAZ結合并阻礙其降解，導致抗蟲反應弱化。既然植物在生長過程中抗蟲反應呈衰減趨勢，又是什么使得成年期植物反而更加抗蟲呢？俗話說“姜是老的辣”，老植物可能積累更多的有生物活性防御化合物。這啟發(fā)了研究人員對擬南芥中的次生代謝物進行分析，結果發(fā)現(xiàn)抗蟲成分（如芥子糖苷）的確隨著時間的推移而穩(wěn)定積累，不斷充實植物的組成性、持久性抗蟲能力，從而彌補了抗蟲激素信號的衰減。

“蟲害是農業(yè)生產和林木保護的巨大威脅，不僅帶來巨大的經濟損失，大量使用農藥還對生態(tài)環(huán)境造成破壞。”陳曉亞表示，這項發(fā)現(xiàn)不僅揭示了植物精妙的抗蟲機制，對設計更加科學合理的害蟲防治策略也具有重要的指導意義。