硫代葡萄糖苷——引导性产卵机制提升了这种专性植食性昆虫Plutella Xylostella的免疫力

《Journal of Chemical Ecology》：Glucosinolate - Guided Oviposition Enhances Immunity in the Specialist Herbivore, Plutella Xylostella

昆虫产卵选择受植物化学信号调控，芥子苷类代谢物4-H-I3M对斑潜蝇成虫产卵和幼虫免疫及抗病性起关键作用。

　　

摘要

昆虫的产卵成功率取决于选择最佳的寄主植物，这一选择过程受到对幼虫生存至关重要的植物化学信号的引导。然而，具体哪些代谢物会影响产卵行为目前尚不清楚，因为有些代谢物虽然能促进产卵，但对幼虫的表现却影响不一。由于幼虫的生存完全依赖于成虫的产卵决策，因此那些同时影响产卵行为和幼虫生存的植物代谢物对于理解昆虫的行为生态学以及实施有针对性的害虫控制措施至关重要。我们以专门以十字花科植物为食的昆虫Plutella xylostella作为研究对象，测试了植物化学防御物质对产卵行为和幼虫生存的影响。我们使用了八种不同的十字花科植物来评估昆虫的产卵偏好及其后代的生存情况。芥子苷（Glucosinolates）作为十字花科植物的关键次生代谢物，对昆虫的产卵行为产生了影响。其中，4-羟基吲哚-3-基甲基芥子苷（4-H-I3M）被证实能够影响产卵行为、幼虫的细胞免疫能力以及对昆虫病原体的抵抗力。在含有4-H-I3M的人工饲料中饲养的幼虫表现出更强的免疫能力和更好的抗虫能力。此外，在缺乏该化合物的植物品种或纸盘上涂抹4-H-I3M也能有效诱导昆虫的产卵行为。这项研究表明：(a) 4-H-I3M既是诱导产卵所必需的，也是充分的；(b) 4-H-I3M能够调节幼虫的细胞免疫能力并提高其对昆虫病原体的抵抗力。这些结果表明，昆虫会利用植物化合物作为主动信号，来指导它们选择寄主植物，从而增强幼虫的免疫能力并确保其生存。