李云河教授团队发现褐飞虱“助力”草地贪夜蛾向稻田转移为害

近日，李云河教授团队在国际核心期刊《Plant, Cell& Environment》（中科院1区top）上发表了一篇题为“The threat of the fall armyworm to Asian rice production is amplified by the brown planthopper”的研究论文。该研究表明，水稻害虫褐飞虱或许会“协助”2018年入侵中国且主要危害玉米的草地贪夜蛾向水稻田扩散转移，从而提升其对水稻的危害风险。

该团队此前的研究发现，褐飞虱侵害稻株能够显著吸引鳞翅目昆虫二化螟成虫产卵，并且抑制水稻的防御反应，提高二化螟在水稻上的适合度。基于此发现，团队推测，褐飞虱对水稻的侵害可能同样吸引同为鳞翅目昆虫的草地贪夜蛾成虫产卵，并提升草地贪夜蛾幼虫在水稻上的适合度，进而促使入侵我国、主要危害玉米的草地贪夜蛾向水稻田扩散转移，加大其对我国水稻的危害风险。

图1 褐飞虱和草地贪夜蛾

团队的研究结果显示，尽管入侵中国的草地贪夜蛾更倾向于在玉米上取食和产卵，然而草地贪夜蛾幼虫为害后的玉米对于其成虫有着显著的排斥作用，而被褐飞虱为害的水稻对草地贪夜蛾成虫则具有显著的吸引作用。如此一来，当玉米和水稻相邻种植，并且草地贪夜蛾和褐飞虱严重发生时，借助“推-拉”效应，能够显著促使玉米田中的草地贪夜蛾向水稻田扩散转移。研究进一步揭开了这种“推-拉”效应的“奥秘”：草地贪夜蛾为害会诱导玉米大量释放对草地贪夜蛾成虫具有排斥作用的挥发物（DMNT），褐飞虱为害会诱导水稻释放对草地贪夜蛾具有吸引作用的挥发物（MeSA和Decanal）。虽然研究并未发现褐飞虱为害水稻更有益于草地贪夜蛾幼虫的生存，但是有相当一部分草地贪夜蛾个体能够在幼嫩的稻株上完成生活史。而且，研究还发现，草地贪夜蛾在高湿土壤条件下依然能够完成化蛹，这进一步展现出草地贪夜蛾向稻田转移为害的巨大潜力。

图2 不同处理植物挥发物的收集鉴定及对草地贪夜蛾产卵选择的影响

研究得出结论，褐飞虱能够通过改变水稻挥发物，推动草地贪夜蛾向稻田扩散转移；鉴于草地贪夜蛾具有极强的寄主适应性和表型可塑性，再加上亚洲旱稻的推广种植，入侵亚洲的草地贪夜蛾可能很快适应水稻，成为稻田的重要害虫，给水稻生产构成威胁。这一发现给我们敲响了警钟，提醒我们要强化对稻田草地贪夜蛾的监测工作，并采取相应的控制措施，以保障亚洲水稻的生产安全。

本论文由河南大学省部共建作物逆境适应与改良国家重点实验室/棉花生物育种与综合利用全国重点实验室与中国农业科学院植物保护研究所合作完成，博士生徐盛良和河南大学讲师胡晓云为该论文的共同第一作者，河南大学李云河教授和Ted Turlings教授为该论文的共同通讯作者。硕士生刘月先、汪晓龙，河南大学王亚南老师，以及河南省农业科学院李国平研究员参与了此项工作。本研究获得了国家自然科学基金重点项目、重点国际（地区）合作项目的资助。