植物在漫長的演化中，為適應復雜的生長環境，往往會形成強大的防御機制。近日，生命科學學院張蓬軍研究員就破解了番茄獨特的“抗蟲兵法”。其研究成果表明：番茄會根據自身的組成型防御（constitutive defense）的強弱程度，來決定是否啟動誘導型防御反應（inducible defense），以實現最佳的防御效果。

日前，國際昆蟲學著名期刊《Pest Management Science》發表了張蓬軍為第一作者，俞曉平研究員為通訊作者，題為“Trade-off between defense priming by herbivore-induced plant volatiles and constitutive defense in tomato”的研究論文，解密了番茄的“智能”防御機制。盡管科學家們已經發現，許多植物的揮發物釋放和組成防御之間存在著動態平衡，但對這種通過揮發物調控的“預警”防御和組成型防御之間平衡關系的研究并不多。

“組成型防御類似于我們自身的免疫力，而誘導型防御則是植物在蟲害為害時才誘導產生的免疫力。”張蓬軍說，一般情況下，番茄受到昆蟲侵害后，會釋放出特異性氣味（植物揮發物），向周圍的番茄示警，激活它們的“防御系統”。

甜菜夜蛾是世界性害蟲。近幾年，在北京、上海、山東等地都曾出現過上千畝大白菜、大蔥和部分番杏及苜蓿遭受蟲害，造成絕收的現象。研究人員對MM、CM、35s::prosys三個番茄品種進行了對比分析，結果發現只有MM在應對甜菜夜蛾蟲害時，其釋放的揮發物能夠向鄰近番茄預警。

對番茄揮發物的成分分析是本次實驗的關鍵。研究人員收集并分析了揮發物，結果表明只有MM植株經甜菜夜蛾取食后β-ocimene和linalool釋放量顯著增加。他們還通過測定在健康植株葉片上飼養的甜菜夜蛾幼蟲的增重變化，以及健康植株的組成性PI-II蛋白的含量，比較了三個番茄品系的組成抗性水平，結果表明35s::prosys的組成抗蟲性最強，CM次之，MM的抗蟲性最弱。

“組成性抗性較弱的植物更容易產生揮發物，從而調動它的‘預警’防御系統來抗蟲。”張蓬軍說，這一結果也提醒科研工作者以及植物保護技術員，未來在利用揮發物進行害蟲防治時，應充分考量作物組成性抗性與其揮發物調控的誘導抗性間的平衡關系。

為何會對番茄“情有獨鐘”？張蓬軍表示，首先番茄作為一種重要的經濟作物，每年蟲害對番茄產業帶來巨大損失；其次番茄揮發物調控植物間信息傳遞的現象比較明顯。下一步，他將在實驗中引入更多的番茄品種，并對揮發物調控番茄防御反應的分子機制進行更深入的研究。

去年，張蓬軍曾作為第一作者在國際頂尖期刊《美國國家科學院院刊》（PNAS）在線發表研究論文，揭示了外來入侵害蟲煙粉虱種群快速擴散的新機制，即煙粉虱如何利用植物揮發物“誘騙”鄰近植物產生錯誤的防御反應。