寄主植物告诉昆虫何时长出更长的翅膀并迁移

华盛顿州立大学和中国计量大学的科学家发现，寄主水稻的质量决定了褐飞虱(亚洲水稻的主要害虫)长翅短翅。

WSU昆虫学系教授劳拉·拉文(Laura Lavine)表示，翅膀大小决定了昆虫是否可以长途跋涉到其他植物，或者在附近的水稻植物上栖息。

“这完全取决于植物中葡萄糖或糖的含量，”Lavine说。“具有较高葡萄糖水平的水稻植物年龄较大且死亡。葡萄糖的增加导致青春期褐飞虱发育成长翅成虫。该植物确实告诉昆虫如何生长。”

发表在“美国国家科学院院刊”上的研究结果为科学家提供了一种工程方法来对抗这种有害生物。

更多的糖，时间继续前进

在水稻植物的生命周期中，糖与氨基酸的比例发生变化。在早期生长阶段，水稻植物是昆虫的重要食物来源。这些年轻的水稻植物具有相对低的葡萄糖水平，褐飞虱不需要寻找新家。它们以短翅膀发育，在雌性中发育成大卵巢。幼苗是健康的，为昆虫的生存和繁殖提供充足的营养。

但随着植物老化，葡萄糖水平上升。这引发了年轻褐飞虱的变化。它们长翅膀和小卵巢发育，准备从旧的，营养不良的水稻中迁移出来寻找更好的食物。

“这是一次性的决定，”7月1日成为昆虫学系主任的Lavine说道。“如果决定停留，繁殖或迁移并飞走是不正确的，褐飞虱就会陷入困境。当长翅膀长出翅膀时我们需要搬走而且他们会死去。当他们可以用短翅膀来管理时，长出翅膀，他们就会离开健康的食物来源，不得不不必要地寻找另一个家。“

她说，一旦昆虫到达成年期，它们就不能改变它们的身体结构。

未来的影响

现在希望这一发现已经完成，其他科学家可以操纵昆虫制造长翅膀并离开。褐飞虱NilaparvatalugensStål是世界上破坏性最大的水稻害虫之一，威胁着水稻生产和全球粮食安全的可持续性。

“这项研究的结果将有望让科学家们找到一种新方法来弄清楚如何诱使褐飞虱发育成错误的形态，使它们在变成害虫之前死亡，”Lavine说。

只是葡萄糖

研究人员最令人惊讶的部分是只有一个因素，葡萄糖，是唯一的决定因素。

“很难分离出影响昆虫形态和行为的环境信号，”Lavine说。“但它不适合褐飞虱。植物的葡萄糖水平是它们停留还是停留的信号。”

他们的论文的一位评论者建议他们在实验室中试验棕色飞虱，看看是否在发育中的虫子中加入葡萄糖会引起变化。

“我们将葡萄糖直接注入棕色稻飞虱，它起作用。它们开发出长长的翅膀就像它们一直在喂养老植物一样，”Lavine说。“我们很惊讶这很容易。”

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