砷超富集植物蜈蚣草通过诱导性防御与毒性诱捕机制抵御植食性昆虫

本研究揭示了蜈蚣草（Pteris vittata）砷超富集特性的生态防御机制。研究人员发现，尽管植食性昆虫偏好取食高砷组织，但砷通过积累于昆虫角质层和中肠（外蜕转移系数达5，粪粒转移系数1.9）抑制其生长。虫害更可诱导植物局部砷浓度提升25%，激活转运蛋白并形成"诱导-诱捕"防御策略，为重金属超富集植物的进化适应性提供了新见解。

　　

砷超富集植物蜈蚣草（Pteris vittata）在砷污染土壤中繁衍生长的特性被推测为一种抗虫策略，但其生态互作机制尚未明确。本研究首次发现：植食性昆虫竟更趋向取食高砷羽片，然而幼虫取食后出现显著生长抑制与负增重现象。砷主要富集于昆虫角质层和中肠，并通过外蜕（转移系数达5）与排泄物（转移系数1.9）高效排出，证实蜕皮与排泄是关键解毒途径。更引人注目的是，斜纹夜蛾（Spodoptera litura）的取食行为可诱导植物羽片砷浓度提升约25%。该诱导性元素防御响应得益于伤口部位砷的再分布及相关转运蛋白的上调。研究者提出"诱导-诱捕"防御假说：虫害激发植物局部砷 redistribution 与潜在引诱物质释放，形成剂量依赖性昆虫毒杀效应，同时强化自身防御。这一精妙的植物-昆虫互作机制或为砷超富集现象的进化存续提供了合理解释。