财经 来源：文汇报 2026-11-12 20:05:37
人被蚊虫叮咬会皮肤发痒，还会引发免疫反应，肿起个鼓包。植物若被害虫咬了，会有感觉吗？上海科学家最新研究发现，植物虽没有神经系统，但也会对虫咬有“感觉”，并随即拉响警报，通知免疫系统启动“抗虫模式”。
11月12日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心陈晓亚团队联合万里研究团队，在《自然》发表成果，揭示植物感应害虫、启动防御的新机制。这一机制在陆生植物中普遍存在，将为抗虫基因发掘、新品种培育和植物疫苗提供新思路。
“分子剪刀”留下报警信号
(资料图片)
植物对虫咬的“感觉”来自分子层面的识别。论文通讯作者、中国科学院院士陈晓亚解释，昆虫吃植物方法颇多，主要有直接啃咬的咀嚼式，像针一样刺入维管束吸汁液的刺吸式，还有一种则是先刺破细胞、注入含消化酶的唾液，把植物大分子就地“预消化”后再吸入。半翅目广食性害虫稻绿蝽就属于这一类型。由于其个头大、唾液分泌较多，团队就从它入手，破解植物被虫咬的反应。
论文第一作者、分子植物卓越中心博士后郭晓祥介绍，他们从稻绿蝽的唾液中锁定了T2核酸酶NVR1，“它就像一把分子剪刀，能切割植物RNA，这个过程中会降解出2′,3′-cNMP（一种环核苷酸）。”她解释，这种昆虫取食后留下的小分子具有免疫活性，会被水稻中的核酸结合蛋白NIB1捕获，当作虫害来袭的预警信号。
水稻NIB1好似一个核酸代谢信号的感应器，水稻缺了它，抗虫力下会降，反之则显著增强。当它接收到小分子信号后，就会在体内招募免疫中心枢纽蛋白，启动下游抗虫防御反应——此时，植物会降低生长速度，产生更多令害虫食不下咽的物质，比如次生代谢物、抗菌小肽，或加厚细胞壁，让虫子咬不动、刺不进，直至害虫离开。
“这种免疫预警不只存在于水稻和稻绿蝽之间。”陈晓亚提到，稻纵卷叶螟、绿盲蝽、棉铃虫也有与稻绿蝽类似的T2核酸酶；而NIB1基因在陆生植物中高度保守，从农作物到蕨类都有。更有意思的是，只需微摩尔浓度的2′,3′-cNMP溶液喷到作物叶片上，这种核酸小分子即可进入细胞，让大田中的植物提前进入“备战”状态。“这种小分子易制备、可修饰，可作为植物免疫诱导剂。”科研人员预测，作为植物疫苗的“潜力分子”，它具有诱人的发展前景。
8年15代虫和一次次“重来”
陈晓亚研究组研究植物与昆虫相互作用已有20多年。早在2007年，研究组就在《自然·生物技术》发表封面长文，成为植物介导RNA干扰抗虫技术的最早开创性工作之一。如今，他要把最前沿的课题交给年轻人。
2017年，郭晓祥来到研究组攻读博士，陈晓亚就把这个课题交给了她。没想到，这一做就是8年多，如今她已是组里的博士后。“这8年，最难的是研究遭遇不顺时，心态要好。”郭晓祥和师弟赵靖童、甘以杰是论文共同第一作者，他们一起闯过了不少难关。
陈晓亚（左四）和万里（右三）联合研究团队合影，郭晓祥（左三）、赵靖童（左二）、甘以杰（右二）为共同第一作者
比如，为了让稻绿蝽遗传背景纯粹、数据可比对，实验用虫需连续传代15代以上，而一次实验就要用到几十上百只生长期一致的虫子——野外捉来后，必须自己养。“培养箱通风不好，就会发臭；喂食四季豆、玉米，农药残留没冲洗干净，也会吃死；有时一阵冷空气来，就全冻死了……只好一次次重来。”她说，为了给虫子喂食、打扫，他们连春节放假也不敢连休3天。
每当实验数据和预想不一致，他们就要绞尽脑汁找原因、重建体系，一点点在未知中摸索出信号通路和防御机制的拼图。每年去江浙野外补采稻绿蝽，反而成了他们最轻松的时光。郭晓祥博士毕业时，研究终于见到曙光，投稿被《自然》接收，她才松了一口气。
不过，8年研究刚打开了一扇窗，更多“为什么”随之而来：植物自身也有核酸酶，如何区分“自己产生”与“外来降解”？面对植物抵御，昆虫又会如何反制？陈晓亚表示，团队将继续深入探究植物与昆虫之间的协同演化博弈，也将致力于推动新发现用于未来植物疫苗的开发。
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