挥发性有机化合物如何增强植物防御能力并提供可持续的害虫防治解决方案

挥发性有机化合物 (VOC) 是重要的空气传播信号或气味，使植物能够与其他生物和植物进行短距离和长距离的交流。这种交流的一个关键方面是当植物受到食草害虫的破坏时，触发 VOC 的释放。

这些化合物可以被邻近的植物检测到，从而促使它们增强对潜在威胁的防御能力。这种复杂的生化策略使植物能够有效地保护自己免受各种压力。

该研究领域最近因其在农业领域的应用前景而引起了人们的极大兴趣。为此，日本东京理科大学的 Gen-ichiro Arimura 教授和他的同事 Takuy​​a Uemura 先生着手探索这种通讯背后的分子途径及其在可持续农业中的潜在应用。

他们的评论于 2024 年 10 月 11 日在线发表在《植物科学趋势》上，阐明了这些复杂的过程及其对农业进步的影响。该研究探索了如何通过了解植物与植物之间的交流来制定创新的作物保护和产量提高策略，从而有可能彻底改变可持续农业。

“虽然植物不具备像动物那样复杂的嗅觉系统，但它们能够根据与它们或它们的祖先在与各种生物进行有益或有害的相互作用时遇到的化合物的结构相似性，检测各种挥发性有机化合物并对其做出反应，”Arimura 教授解释道。

植物在受到侵蚀时会释放各种类型的挥发性有机化合物，例如异戊二烯、萜类化合物和绿叶挥发物。人们早已认识到这些化合物在跨物种信号传递、吸引有益昆虫或驱赶食草动物方面发挥着重要作用。

值得注意的是，薄荷植物中富含的单萜类化合物因其驱虫、抗菌和杀卵特性而得到了商业化。这项研究表明，这些植物与植物之间的相互作用不仅限于相关植物，也可能发生在非亲属植物之间。