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当抗性根虫发作时 玉米植物会感染饥饿的线虫

发布时间:2019-02-10 00:04:01

有一天 - 或许在一些科学上精明的百科全书中 - “弹性”这个词可能包括西方玉米根虫的照片。这种狡猾,无畏的根虫已经找到了一种方法来规避玉米植物及其倡导者抛出的每一种防御措施。

这就是为什么它的街道名称在许多农业界都是“十亿美元虫”,这个名字反映了这种昆虫每年咬入美国玉米种植者的金库的大小,去年一年种植了8910万英亩的作物。美国农业部。并非所有的种植面积都存在风险。但根虫被认为是中西部玉米带最重要的害虫,玉米产量最高,由爱荷华州,伊利诺伊州,内布拉斯加州和明尼苏达州领导。

考虑一下这个根虫的令人印象深刻的记录:它在粒状杀虫剂和喷洒杀虫剂中存活下来。它已经找到了如何击败作物轮作的做法,这会阻止根虫种群的增加。而且,科学家说,它已经对杂交玉米植物产生了抵抗力,这些杂交玉米植物是在根虫受到攻击时释放的毒素,这种防御已被证明至少有效十年。

现在,特拉华大学和美国农业部的研究人员发现了一种混合植物使用的间接防御策略,可以对这种顽固的生物提供一些追索权。 UD农业和自然资源学院昆虫学和野生动物生态学助理教授Ivan Hiltpold和美国农业部负责密苏里大学植物遗传学研究的Bruce Hibbard在“经济昆虫学杂志”上发表了他们的研究结果。

西部玉米根虫在种植者开始种植杂交玉米植物时遇到了重大挫折,这些杂交玉米植物通过基因工程从一种名为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)的细菌(或简称Bt)中产生杀虫毒素。当一只敏感的根虫袭击杂交玉米植物时,毒素通常杀死它,阻止它的伤害。

经过大约十年的有效性,西部玉米根虫对Bt玉米产生抗性。

但事实证明,Bt玉米并非无助。

Hiltpold和Hibbard发现,当一只抗性根虫大胆地进入这种植物,造成高级损害时,杂交会发出一种特定的化学信号,就像鲨鱼诱饵一样向海洋投掷密友。在这种情况下,由玉米植物发出的有机化合物吸引线虫,小蠕动的蠕虫状生物以这些根虫幼虫为食。

你可以把它称为线虫晚餐铃声防御。这些化学物质告诉每个线虫在准备就餐的范围内,菜单上都有根虫幼虫。

这对线虫来说是一个好消息,但对于抗性根虫来说是一个新的漏洞 - 农业经济学家称之为“适应性成本”,这是一种权衡,可以解释新获得的特性如何使有机体在发育或复制能力方面付出代价。

例如,育种玉米以种植更大的耳朵可能会对玉米的未来产生影响。它可能会失去小耳玉米保持的某些特性。

“这是我们第一次看到与阻力相关的某种健身成本 - 而且它与健康成本的差异比以往任何人都想象的都要大,”希巴德说。 “线虫瞄准这些抗性昆虫的唯一原因是它们造成的伤害更大。”

西部玉米根虫对这种杂交玉米的抗性使其暴露于另一层防御 - 当这种抗性根虫攻击时,这些化合物只会被吸入线虫。当非抗性昆虫攻击玉米时,化合物不会被释放,因为对植物的损害不足以引发防御。

“因此,如果你使用正确的品种与这些线虫,你有机会控制这种抗性种群,”Hiltpold说。 “这是一种管理这种抗性害虫的方法,它不太可能产生进一步的抗性。”

Hiltpold说,线虫作为应用防御引入是昂贵的。它们不是预防性管理西方玉米根虫种群的经济方式。

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