百香果可给果实蝇制造“大麻烦”

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“吃瓜群众”果实蝇遇上了大麻烦。当果实蝇把卵产在百香果里，百香果会释放出氰化氢，从而诱导胚胎发育停滞。5月1日，国际刊物《有害生物管理科学》封面文章刊发了我国科学家此新发现。论文总责任作者、华南农业大学植物保护学院教授吴伟坚表示，这是在植物与植食性昆虫相互作用的研究史中，首次发现活体植物的直接杀卵作用。
果实蝇是专门以瓜果为食的“吃瓜群众”，是瓜果作物的重大害虫，严重时会令作物失收。百香果原产南美洲，2012年开始，华南地区引进适合消费者口味的新品种进行大规模商品化种植。
一次偶然机会，吴伟坚团队发现果实蝇把卵产在百香果里，卵无法孵化出来。跟随这一线索，他们研究发现百香果的中果皮中富含一类名为生氰糖苷的植物次生代谢物，生氰糖苷在水解酶的作用下可分解出有毒气体氰化氢。
“当果实蝇的产卵器插入中果皮产卵时，会导致植物组织破碎。一旦组织破碎，生氰糖苷和水解酶相遇从而释放出氰化氢。”吴伟坚阐释道，“氰化氢的氰根离子能迅速与氧化型细胞色素c氧化酶中的三价铁结合，阻止其还原成二价铁，使传递电子的氧化过程中断。呼吸链电子传递受阻会导致动物组织细胞不能利用血液中的氧气而造成内窒息。”
论文责任作者之一、佛山科学技术学院郑丽霞博士补充，内窒息导致果实蝇的胚胎发育停滞，除个别卵外都不能孵化并最终死亡。
“当本地植食性昆虫表现出对外来植物的偏好，而这种偏好与它们的适应性不匹配时，就会产生生态陷阱。”吴伟坚表示，因为果实蝇卵在胚胎阶段发育停滞并最终死亡，因此果实蝇没有机会将百香果果实纳入它们的食物范围中，也就没有能力将百香果作为它们的新寄主进行扩展。
随着我国华南地区百香果种植面积不断扩大，百香果已成为压低果实蝇种群数量的重要因素。“陷阱作物作为一种有前途的保护性生物防治手段，已有很长的历史，但以往研究中尚未报道过针对特定害虫的致命性诱捕植物。”论文另一责任作者、广东省农业科学院植物保护研究所高级农艺师廖永林建议，“百香果应该是一种被强烈推荐的陷阱作物，如作为果园或瓜地边界的屏障植物来种植，以及在广大农村地区居民门前屋后广泛种植，以达到防控果实蝇的目的。”
吴伟坚强调，虽然生态陷阱通常可以通过植食性昆虫的学习或进化解除，但与之前发现的作用于觅食阶段的生态陷阱不同，百香果对果实蝇形成的生态陷阱应具持久性。此发现有助于进一步研究防控果实蝇的方法，以及探讨其是否对生物多样性保护产生影响。