Science：在密集种植的田地里，玉米植株利用一种挥发性气体来抵御害虫

来源：100医药网 2025-08-27 10:13

当玉米田间植株过于密集时，玉米植株会通过信号传递激活防御机制。在一项新的研究中，中国浙江大学环境与资源学院徐建明教授与胡凌飞研究员团队发现，在拥挤环境下，玉米会向空气中释放一种名为芳樟醇（linalool）的挥发性气体。当该气体抵达相邻植株时，会触发其根系的防御反应。

尽管密植可以增加作物产量，但同时也提高了病原体和害虫（如毛虫和非洲玉米螟）的侵袭风险。面对这种压力，玉米并非被动应对。此前已知玉米在拥挤条件下会改变形态（例如长得更高以获取更多阳光），但其反应却鲜为人知。

该团队在《科学》期刊发表论文指出，在密集种植的田间，芳樟醇如同警报信号，能促使邻近植株的根系增加茉莉酸盐等植物激素的合成。这进而导致更多苯并恶嗪类化合物渗出到根际土壤中。

此类植物化学防御化合物会改变土壤的细菌组成，从而保护植株免受害虫侵袭。这种保护反应十分迅速 在高密度条件下生长仅三天后，植株对毛虫的防御能力就已显著增强。

但该团队通过田间研究指出，这种防御增强是以牺牲生长为代价的：植株将更多资源投入防御而非生长，导致发育减缓。

该团队还发现，经密植玉米改造的土壤能为后续作物提供持续保护，甚至对抗不同害虫。后续种植的作物不仅免受昆虫侵害，还能抵抗线虫和其他病原体。这表明玉米的防御准备状态在作物收获后仍能长期存留于土壤中。

全球粮食安全意义

这项研究对农业未来发展具有明确价值。该团队在这篇论文中表示："通过育种、微生物接种剂或合成生物学手段利用这一天然防御途径，有望开发出更具韧性且减少化学投入的作物。"

作为全球数亿人的主食，了解玉米的防御机制至关重要。这项研究的更广泛意义在于，它有助于应对全球人口增长带来的粮食安全挑战，同时最大限度减少农药使用及其对环境的影响。（100yiyao.com）

参考文献：

Dongsheng Guo et al, , Science (2025). DOI: 10.1126/science.adv6675.

Maize plants use a volatile gas to fight off pests in densely crowded fields

https://phys.org/news/2025-08-maize-volatile-gas-pests-densely.html