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為了探究5-羥色胺對害蟲的影響，博士生羅婷開始了“數(shù)蟲子”工作：數(shù)出15只褐飛虱，放到裝有兩株水稻的容器中：一株水稻是自然野生型水稻，另一株是敲除了CYP71A1基因的水稻。

“我們發(fā)現(xiàn)一個很有趣的現(xiàn)象：剛開始分布均勻的褐飛虱，一段時間后會表現(xiàn)出明顯的分離?！绷_婷說，大部分褐飛虱選擇去自然野生型水稻。

顯然，被敲除了CYP71A1基因的水稻被害蟲“嫌棄”了。原因則是無法調(diào)高5-羥色胺的分泌。

令科學(xué)家好奇的是：害蟲為什么喜歡5-羥色胺？

研究發(fā)現(xiàn)，攝入更多的5-羥色胺之后，蟲子的生長發(fā)育加快了，身軀也更加“壯碩”了，這在螟蟲的身上表現(xiàn)得特別明顯。“蟲子很聰明，它不但懂得‘吃’，還能把食物變得更加‘營養(yǎng)美味’?！笔鎽c堯說，這是害蟲的智慧。

這一發(fā)現(xiàn)對提高水稻的抗性，維護糧食產(chǎn)量和品質(zhì)有很重要的科學(xué)價值。

科研團隊進一步探究發(fā)現(xiàn)，在植物體內(nèi)，5-羥色胺和水楊酸的合成有一個共同的源頭物質(zhì)——分支酸，水楊酸是一種已知的能夠提高水稻抗病性的化合物。

論文第一作者蘆海平博士介紹，5-羥色胺和水楊酸合成過程存在相互負(fù)調(diào)控，本身又可以主動抑制對方合成基因的活性，如水楊酸可以抑制CYP71A1基因的開啟，從而減少5-羥色胺的含量。

簡單來說，當(dāng)害蟲啃食水稻致5-羥色胺增加時，原本幫助抗病的水楊酸就減少了。

舒慶堯介紹，很多植物中都存在5-羥色胺和水楊酸合成代謝通路，這項研究將對水稻及其它作物的抗蟲育種帶來啟發(fā)意義。

相關(guān)論文《基于5-羥色胺生物合成抑制的水稻抗蟲性》日前發(fā)表在《自然·植物》雜志上。

記者 江耘   通訊員 周煒