一項(xiàng)新的研究顯示，番茄果實(shí)在被毛毛蟲(chóng)吃掉時(shí)會(huì)通知母株。關(guān)于水果是否可以與它所附著的植物進(jìn)行交流，我們知之甚少，這對(duì)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(chóng)襲擊確實(shí)會(huì)觸發(fā)整個(gè)植物的防御性電和生化反應(yīng)。這可以為未來(lái)檢測(cè)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)提供更有效的監(jiān)測(cè)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(shí)在被毛蟲(chóng)侵?jǐn)_時(shí)會(huì)向植物的其余部分發(fā)送電信號(hào)。植物有多種化學(xué)和激素信號(hào)通路，它們通常通過(guò)樹(shù)液(通過(guò)植物的富含營(yíng)養(yǎng)的水)傳播。在水果的情況下，專(zhuān)門(mén)的營(yíng)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(huì)忘記植物的果實(shí)是其母株的活的半自主部分，遠(yuǎn)比我們目前想象的要復(fù)雜!既然果實(shí)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(xué)的第一作者Gabriela Niemeyer Reissig 博士說(shuō)。“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(chóng)攻擊——這對(duì)植物來(lái)說(shuō)是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題——這可能可以讓植物的其他部分為同樣的攻擊做好準(zhǔn)備。”
番茄的防御
為了驗(yàn)證水果通過(guò)電信號(hào)進(jìn)行交流的假設(shè)，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(shí)和植株的樹(shù)枝末端設(shè)有電極。然后，他們測(cè)量了果實(shí)被棉鈴蟲(chóng)毛蟲(chóng)攻擊24 小時(shí)之前、之中和之后的電響應(yīng)。該團(tuán)隊(duì)還使用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)識(shí)別信號(hào)中的模式。
結(jié)果顯示攻擊前后的信號(hào)之間存在明顯差異。此外，作者還測(cè)量了植物其他部分的生化反應(yīng)，例如過(guò)氧化氫等防御性化學(xué)物質(zhì)。這表明，即使在遠(yuǎn)離毛毛蟲(chóng)造成的損害的植物部分，這些防御也被觸發(fā)。
作者強(qiáng)調(diào)，這些仍是早期結(jié)果。他們的測(cè)量提供了所有電信號(hào)的“大圖”視圖，而不是更精確地區(qū)分單個(gè)信號(hào)?？纯催@種現(xiàn)象是否適用于其他植物物種以及不同類(lèi)型的威脅也很有趣。
也就是說(shuō)，機(jī)器學(xué)習(xí)的這種新穎用途似乎具有回答這些和其他未來(lái)問(wèn)題的巨大潛力。該技術(shù)還可以為農(nóng)業(yè)昆蟲(chóng)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(jìn)，并且在開(kāi)放環(huán)境中測(cè)量電信號(hào)的技術(shù)不斷改進(jìn)，就有可能很早就發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)的侵染，從而采取不那么激進(jìn)的控制措施和更準(zhǔn)確的昆蟲(chóng)管理，”尼邁耶解釋說(shuō)賴(lài)西格。“了解植物如何與其果實(shí)相互作用，以及果實(shí)之間如何相互作用，可能會(huì)帶來(lái)關(guān)于如何‘操縱’這種交流以提高果實(shí)質(zhì)量、對(duì)害蟲(chóng)的抵抗力和收獲后的保質(zhì)期的見(jiàn)解。
標(biāo)簽： 西紅柿
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