二氧化碳浓度对花椰菜-横纹菜蝽互作关系的生理生化影响研究

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：The Impact of Eurydema Ventralis Infestation on Brassica Oleracea var. Botrytis Grown at Different CO2 Concentrations in Romania

本研究针对气候变化下大气CO2浓度升高对作物抗虫性的影响，由研究人员通过分析不同CO2水平（400/800/1200 ppm）下花椰菜受横纹菜蝽（Eurydema ventralis）侵染后的光合作用、气孔导度、挥发性有机物排放及色素代谢变化，发现高CO2虽促进光合作用但降低气孔导度，虫害胁迫进一步加剧生理抑制并激发单萜、倍半萜等防御物质合成，揭示了植物在碳富集环境下生长与防御的权衡机制，为未来气候适应性农业提供理论依据。

　　

本研究探讨了不同大气二氧化碳（CO₂）浓度下，横纹菜蝽（Eurydema ventralis）侵染对花椰菜（Brassica oleracea var. botrytis）生理生化特性的影响。通过设置三种CO₂浓度（400 ppm为对照，800 ppm和1200 ppm模拟未来气候场景），研究人员对遭受四天虫害胁迫的花椰菜进行了系统分析：利用气体交换测量仪评估光合作用速率和气孔导度，通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）检测挥发性有机化合物（VOCs）排放，并测定叶绿素、类胡萝卜素、黄酮类及酚类物质含量。

结果表明，升高CO₂浓度虽能提升光合效率，却显著抑制气孔导度。虫害胁迫进一步加剧了光合作用下降，尤其在1200 ppm高CO₂环境下更为明显，同时触发单萜类、倍半萜类和2-己烯基乙酸酯等防御性VOCs的释放。生化分析显示，叶绿素、类胡萝卜素和黄酮类物质含量均下降，暗示植物在高碳环境下需在生长资源分配与抗虫防御之间进行权衡。

该研究揭示了CO₂浓度升高如何通过调节花椰菜的生理代谢途径，改变其对刺吸式害虫（Hemiptera）的敏感性。这些发现为理解气候变化背景下植物-昆虫互作的复杂性提供了关键证据，对制定可持续农业策略以应对未来粮食安全挑战具有重要指导意义。