植物内化学防御的变异不能解释小菜蛾的取食偏好。

IF 3.6 3区生物学 Q1 PLANT SCIENCES

Plant Biology Pub Date : 2025-02-12 DOI:10.1111/plb.13777

K. Wang, T. Züst

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摘要

植物将其资源的很大一部分用于防御食草动物，最高水平的防御通常只分配给最有价值的组织。在十字花科的Erysimum属植物中，除了祖先保守的硫代葡萄糖苷外，还进化出了生产新型核桃内酯的能力。虽然这些植物共同表达这两种防御，但组织特异性表达的差异可能代表了一种有效的成本节约策略。抗硫代葡萄糖苷的小菜蛾幼虫偶尔以Erysimum cheiranthoides为食，但倾向于避开幼叶。在这里，我们预测毛毛虫的摄食偏好是由果仁内酯水平的变化所决定的。因此，我们量化了植物内营养或早期生殖植物的防御和营养性状的变化，并进行了摄食试验来评估心桂花素的相对重要性。根据最佳防御理论（ODT），最年轻的叶子含有最多的营养物质，具有最高水平的果核苷、硫代葡萄糖苷和毛状体，在生殖植物中发现了更极端的植物内部差异。毛毛虫总是避开防御良好的最年轻的叶子，无论是在整株植物上还是在分离的叶盘上。令人惊讶的是，实验添加（外用）和去除（CRISPR-Cas9敲除）的硬核内酯都没有显著影响毛虫的摄食偏好。物理和化学防御，包括心桂皮素，共同变化，以最大限度地保护最年轻的叶片。虽然小菜蛾对这些特征有明显的反应，但突出的核桃内酯防御似乎缺乏对这种专业食草动物的效力。尽管如此，在植物发育过程中，心桂枝内酯对幼嫩叶片的调节和再动员表明其在植物功能中起着重要作用。

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Within-plant variation in chemical defence of Erysimum cheiranthoides does not explain Plutella xylostella feeding preference

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期刊介绍： Plant Biology is an international journal of broad scope bringing together the different subdisciplines, such as physiology, molecular biology, cell biology, development, genetics, systematics, ecology, evolution, ecophysiology, plant-microbe interactions, and mycology. Plant Biology publishes original problem-oriented full-length research papers, short research papers, and review articles. Discussion of hot topics and provocative opinion articles are published under the heading Acute Views. From a multidisciplinary perspective, Plant Biology will provide a platform for publication, information and debate, encompassing all areas which fall within the scope of plant science.